特開 2024-89136 液圧システム

(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】P2024089136

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】液圧システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/08 20060101AFI20240626BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20240626BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

F15B11/08 C

F15B11/00 N

F15B11/02 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204317

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 良

(72)【発明者】

【氏名】田中 英紀

(72)【発明者】

【氏名】三井 広明

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089AA86

3H089BB11

3H089BB21

3H089CC01

3H089DA02

3H089DA03

3H089DA06

3H089DA14

3H089DB03

3H089DB33

3H089DB37

3H089DB44

3H089DB48

3H089DB54

3H089DC02

3H089DC04

3H089EE36

3H089FF07

3H089GG02

(57)【要約】

【課題】第１両方向ポンプに対して第２両方向ポンプが付加された構成においてロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止することができる液圧システムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る液圧システム１Ａは、ヘッド側ライン２１およびロッド側ライン２２により片ロッドシリンダ４と接続される第１両方向ポンプ２と、第１給排ライン３１によりヘッド側ライン２１と接続される第２両方向ポンプ３と、第２給排ライン７１により第２両方向ポンプ３と接続されるアキュムレータ７を含む。さらに、液圧システム１Ａは、ヘッド側ライン２１、ロッド側ライン２２および第２給排ライン７１と接続される低圧選択弁６を含む。第２給排ライン７１は、中継ライン７２により、ヘッド側ライン２１とロッド側ライン２２とを接続するブリッジライン５４における一対のチェック弁５５，５６の間の部分と接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヘッド側室およびロッド側室を含む片ロッドシリンダ用の液圧システムであって、
ヘッド側ラインにより前記ヘッド側室と接続されるとともに、ロッド側ラインにより前記ロッド側室と接続される第１両方向ポンプと、
第１給排ラインにより前記ヘッド側ラインと接続される第２両方向ポンプと、
第２給排ラインにより前記第２両方向ポンプと接続されるアキュムレータと、
前記第１両方向ポンプおよび前記第２両方向ポンプを同方向に駆動する電動モータと、
第１排出ラインにより前記ヘッド側ラインと接続され、第２排出ラインにより前記ロッド側ラインと接続され、第３排出ラインにより前記第２給排ラインと接続され、前記ロッド側室の圧力が前記ヘッド側室の圧力よりも低いときは前記第２排出ラインを前記第３排出ラインと連通させ、前記ヘッド側室の圧力が前記ロッド側室の圧力よりも低いときは前記第１排出ラインを前記第３排出ラインと連通させる低圧選択弁と、
前記ヘッド側ラインと前記ロッド側ラインとを接続するブリッジラインに設けられた、互いに逆向きの一対のチェック弁と、を備え、
前記第２給排ラインは、中継ラインにより前記ブリッジラインにおける前記一対のチェック弁の間の部分と接続されている、液圧システム。

【請求項2】

吸入ラインによりタンクと接続されるとともに、吐出ラインにより前記第２給排ライン、前記第３排出ラインおよび前記中継ラインのいずれかと接続されるチャージポンプをさらに備える、請求項１に記載の液圧システム。

【請求項3】

前記吐出ラインから分岐して前記タンクにつながるリリーフラインに設けられたリリーフ弁をさらに備える、請求項２に記載の液圧システム。

【請求項4】

前記第２給排ライン、前記第３排出ラインおよび前記中継ラインのいずれかから分岐して前記タンクにつながるリリーフラインに設けられたリリーフ弁をさらに備える、請求項２に記載の液圧システム。

【請求項5】

前記チャージポンプと前記アキュムレータとの間に介在するクーラーをさらに備え、
前記リリーフ弁は、前記アキュムレータを挟んで前記クーラーと反対側に位置する、請求項４に記載の液圧システム。

【請求項6】

前記第３排出ラインに設けられたリリーフ弁をさらに備える、請求項１～５の何れか一項に記載の液圧システム。

【請求項7】

前記低圧選択弁は、電磁式の三位置弁である、請求項１～５の何れか一項に記載の液圧システム。

【請求項8】

前記低圧選択弁は、電磁式の二位置弁である第１電磁弁および第２電磁弁を含み、前記第１電磁弁に前記第１排出ラインおよび前記第３排出ラインが接続され、前記第２電磁弁に前記第２排出ラインおよび前記第３排出ラインが接続される、請求項１～５の何れか一項に記載の液圧システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、片ロッドシリンダ用の液圧システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、片ロッドシリンダと閉ループを形成するように接続される両方向ポンプを含む片ロッドシリンダ用の液圧システムが知られている。例えば、特許文献１には、図７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は、第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０を含む。第１両方向ポンプ１１０は、ヘッド側ライン１１１により片ロッドシリンダ２００のヘッド側室２１０と接続されるとともに、ロッド側ライン１１２により片ロッドシリンダ２００のロッド側室２２０と接続される。第２両方向ポンプ１２０は、片ロッドシリンダ２００のヘッド側室２１０とロッド側室２２０の間の流量差、すなわち流入流量と流出流量との差を解消するためのものであり、給排ライン１２１によりヘッド側ライン１１１と接続される。

【0004】

第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０は、電動モータ１３０により同方向に駆動される。より詳しくは、電動モータ１３０は、片ロッドシリンダ２００を伸長させる際、すなわちロッドを前進させる際に第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０を第１方向に駆動し、片ロッドシリンダ２００を短縮させる際、すなわちロッドを後退させる際に第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０を第１方向と反対の第２方向に駆動する。第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０が第１方向に駆動されるとそれらがヘッド側室２１０へ作動液を吐出し、第１両方向ポンプ１１０および第２両方向ポンプ１２０が第２方向に駆動されるとそれらがヘッド側室２１０から作動液を吸入する。また、液圧システム１００では、第２両方向ポンプ１２０が可変容量型ポンプであり、第２両方向ポンプ１２０の容量がレギュレータ１４０によって変更される。

【0005】

液圧システム１００では、片ロッドシリンダ２００への流入流量または片ロッドシリンダ２００からの流出流量に過不足がないときの第２両方向ポンプ１２０の容量を基準容量とすると、片ロッドシリンダ２００の伸長時に第２両方向ポンプ１２０の容量が基準容量よりも多い場合はロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生する。ロッド側はロッド側室２２０およびロッド側ライン１１２であり、ヘッド側はヘッド側室２１０およびヘッド側ライン１１１である。逆に、片ロッドシリンダ２００の伸長時に第２両方向ポンプ１２０の容量が基準容量よりも少ない場合はロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方にキャビテーションが発生する。また、片ロッドシリンダ２００の短縮時には、第２両方向ポンプ１２０の容量が基準容量よりも多い場合はロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方にキャビテーションが発生し、第２両方向ポンプ１２０の容量が基準容量よりも少ない場合はロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生する。レギュレータ１４０は、これらの圧力の閉じ込みまたはキャビテーションが抑制されるように、片ロッドシリンダ２００のヘッド側室２１０またはロッド側室２２０の圧力に基づいて制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－２４５７４０号公報

【特許文献2】特開２００２－５４６０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したように、特許文献１の液圧システム１００では、ロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することが制御的に抑制される。これに対し、ロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止したいという要望がある。

【0008】

なお、特許文献２の図２には、従来技術として、片ロッドシリンダに対して両方向ポンプが１つだけ用いられるとともに、ヘッド側ラインとロッド側ラインのうちの圧力の低い方からタンクへの作動液の排出を可能とする低圧選択弁（特許文献２では「フラッシング弁」と称呼）が採用された液圧回路が開示されている。しかし、この液圧回路は、特許文献１の液圧システム１００のように第１両方向ポンプに対して第２両方向ポンプが付加されたものではない。

【0009】

そこで、本開示は、第１両方向ポンプに対して第２両方向ポンプが付加された構成においてロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止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】

【0010】

本開示は、ヘッド側室およびロッド側室を含む片ロッドシリンダ用の液圧システムであって、ヘッド側ラインにより前記ヘッド側室と接続されるとともに、ロッド側ラインにより前記ロッド側室と接続される第１両方向ポンプと、第１給排ラインにより前記ヘッド側ラインと接続される第２両方向ポンプと、第２給排ラインにより前記第２両方向ポンプと接続されるアキュムレータと、前記第１両方向ポンプおよび前記第２両方向ポンプを同方向に駆動する電動モータと、第１排出ラインにより前記ヘッド側ラインと接続され、第２排出ラインにより前記ロッド側ラインと接続され、第３排出ラインにより前記第２給排ラインと接続され、前記ロッド側室の圧力が前記ヘッド側室の圧力よりも低いときは前記第２排出ラインを前記第３排出ラインと連通させ、前記ヘッド側室の圧力が前記ロッド側室の圧力よりも低いときは前記第１排出ラインを前記第３排出ラインと連通させる低圧選択弁と、前記ヘッド側ラインと前記ロッド側ラインとを接続するブリッジラインに設けられた、互いに逆向きの一対のチェック弁と、を備え、前記第２給排ラインは、中継ラインにより前記ブリッジラインにおける前記一対のチェック弁の間の部分と接続されている、液圧システムを提供する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、第１両方向ポンプに対して第２両方向ポンプが付加された構成においてロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止することができる液圧システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る液圧システムの概略構成図である。

【図2】第２実施形態に係る液圧システムの概略構成図である。

【図3】第３実施形態に係る液圧システムの概略構成図である。

【図4】第４実施形態に係る液圧システムの概略構成図である。

【図5】変形例の低圧選択弁を示す図である。

【図6】別の変形例の低圧選択弁を示す図である。

【図7】従来の液圧システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１実施形態＞
図１に、第１実施形態に係る液圧システム１Ａを示す。この液圧システム１Ａは、ヘッド側室４ｈおよびロッド側室４ｒを含む片ロッドシリンダ４用の液圧システムである。液圧システム１Ａに用いられる作動液は、典型的には油である。

【0014】

具体的に、液圧システム１Ａは、片ロッドシリンダ４と閉ループを形成するように接続される第１両方向ポンプ２と、片ロッドシリンダ４のヘッド側室４ｈとロッド側室４ｒの間の流量差、すなわち流入流量と流出流量との差を解消するための第２両方向ポンプ３を含む。また、液圧システム１Ａは、加圧された作動液を貯留するアキュムレータ７を含む。片ロッドシリンダ４、第１両方向ポンプ２、第２両方向ポンプ３およびアキュムレータ７は、後述する複数のラインと共に閉回路を構成する。

【0015】

より詳しくは、第１両方向ポンプ２は、ヘッド側ライン２１により片ロッドシリンダ４のヘッド側室４ｈと接続されるとともに、ロッド側ライン２２により片ロッドシリンダ４のロッド側室４ｒと接続される。第２両方向ポンプ３は、第１給排ライン３１によりヘッド側ライン２１と接続されるとともに、第２給排ライン７１によりアキュムレータ７と接続される。

【0016】

アキュムレータ７の設定圧は、例えば０．１－２ＭＰａの範囲内である。ここで、「アキュムレータ７の設定圧」とは、アキュムレータ７への作動液の流入が可能となる圧力である。

【0017】

ヘッド側ライン２１およびロッド側ライン２２には、開閉弁であるロック弁２３，２４がそれぞれ設けられている。ロック弁２３，２４は、制御装置１０により制御される。なお、図１では、図面の簡略化のために一部の信号線の作図を省略する。制御装置１０は、片ロッドシリンダ４を動作させるとき、すなわち伸長または短縮させるときにロック弁２３，２４を開き、それ以外のときはロック弁２３，２４を閉じる。

【0018】

ヘッド側ライン２１とロッド側ライン２２とは、第１ブリッジライン５１および第２ブリッジライン５４により互いに接続されている。第１ブリッジライン５１には一対のリリーフ弁５２，５３が互いに逆向きに設けられ、第２ブリッジライン５４には一対のチェック弁５５，５６が互いに逆向きに設けられている。

【0019】

図例では第１ブリッジライン５１および第２ブリッジライン５４がロック弁２３，２４と第１両方向ポンプ２との間でヘッド側ライン２１およびロッド側ライン２２と接続されているが、第１ブリッジライン５１および第２ブリッジライン５４はロック弁２３，２４と片ロッドシリンダ４との間でヘッド側ライン２１およびロッド側ライン２２と接続されてもよい。また、第１ブリッジライン５１と第２ブリッジライン５４の一部同士、例えば両端部同士および中央部同士が互いに合流して共通の流路となってもよい。

【0020】

リリーフ弁５２はヘッド側ライン２１の圧力が高くなりすぎたときに開き、リリーフ弁５３はロッド側ライン２２の圧力が高くなりすぎたときに開く。リリーフ弁５２，５３のリリーフ圧は、例えば２５－３５ＭＰａの範囲内と比較的に高く設定される。

【0021】

チェック弁５５は、第２ブリッジライン５４の中央からヘッド側ライン２１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５６は、第２ブリッジライン５４の中央からロッド側ライン２２へ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する。

【0022】

第１ブリッジライン５１におけるリリーフ弁５２，５３の間の部分および第２ブリッジライン５４におけるチェック弁５５，５６の間の部分は、中継ライン７２により第２給排ライン７１と接続されている。

【0023】

第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３は、例えば、アキシャルピストンポンプである。アキシャルピストンポンプは、例えば、斜板ポンプまたは斜軸ポンプである。本実施形態では、第１両方向ポンプ２が固定容量型ポンプであり、第２両方向ポンプ３が可変容量型ポンプである。ただし、第１両方向ポンプ２は可変容量型ポンプであってもよい。あるいは、第１両方向ポンプ２と第２両方向ポンプ３の双方が固定容量型ポンプであってもよい。

【0024】

第２両方向ポンプ３の容量は、レギュレータ３５により変更される。レギュレータ３５は、制御装置１０により制御される。例えば、第２両方向ポンプ３が斜板ポンプである場合、レギュレータ３５は、第２両方向ポンプ３の斜板と連結されたサーボピストンに作用する液圧を電気的に変更するものであってもよいし、第２両方向ポンプ３の斜板と連結された電動アクチュエータであってもよい。

【0025】

第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３は、電動モータ９により同方向に駆動される。第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３は、それらの中心軸が同軸上に並ぶように配置されもよいし、それらの中心軸が平行に並ぶように配置されてもよい。前者はタンデム型、後者はパラレル型である。

【0026】

電動モータ９は、制御装置１０により制御される。電動モータ９は、片ロッドシリンダ４を伸長させる際に第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３を第１方向に駆動し、片ロッドシリンダ４を短縮させる際に第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３を第１方向と反対の第２方向に駆動する。第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３が第１方向に駆動されるとそれらがヘッド側室４ｈへ作動液を吐出し、第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３が第２方向に駆動されるとそれらがヘッド側室４ｈから作動液を吸入する。

【0027】

さらに、本実施形態では、第１排出ライン６１によりヘッド側ライン２１と接続されるとともに第２排出ライン６２によりロッド側ライン２２と接続された低圧選択弁６が採用されている。低圧選択弁６は、第３排出ライン６３により第２給排ライン７１と接続されている。

【0028】

本実施形態では、第３排出ライン６３にリリーフ弁６４が設けられている。リリーフ弁６４は、片ロッドシリンダ４、ヘッド側ライン２１、ロッド側ライン２２および第１両方向ポンプ３で構成される閉ループ内の低圧をある程度高く保つ役割を果たす。リリーフ弁６４のリリーフ圧は、例えば０．１－２ＭＰａの範囲内と比較的に低く設定される。閉ループ内の低圧はアキュムレータ７の設定圧とリリーフ弁６４の設定圧の和であり、例えば１－２ＭＰａである。なお、アキュムレータ７の設定圧が比較的に高い場合、リリーフ弁６４は省略可能である。

【0029】

低圧選択弁６は、中立位置とヘッド側排出位置とロッド側排出位置との間で切り換えられる。図１では、中央位置が中立位置、右側位置がヘッド側排出位置、左側位置がロッド側排出位置である。中立位置では低圧選択弁６が第１排出ライン６１および第２排出ライン６２をブロックする。ヘッド側排出位置では低圧選択弁６が第２排出ライン６２をブロックしつつ第１排出ライン６１を第３排出ライン６３と連通させる。ロッド側排出位置では低圧選択弁６が第１排出ライン６１をブロックしつつ第２排出ライン６２を第３排出ライン６３と連通させる。

【0030】

本実施形態では、低圧選択弁６がパイロット式の三位置弁である。このため、低圧選択弁６には、第１パイロットライン６５を通じてヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈが導かれるとともに、第２パイロットライン６６を通じてロッド側室４ｒの圧力Ｐｒが導かれる。第１パイロットライン６５は低圧選択弁６を中立位置からロッド側排出位置へ切り換えるためのものであり、第２パイロットライン６６は低圧選択弁６を中立位置からヘッド側排出位置へ切り換えるためのものである。図例では第１パイロットライン６５および第２パイロットライン６６が第１排出ライン６１および第２排出ライン６２からそれぞれ分岐しているが、第１パイロットライン６５がヘッド側ライン２１から分岐してもよいし、第２パイロットライン６６がロッド側ライン２２から分岐してもよい。

【0031】

低圧選択弁６は、ロッド側室４ｒの圧力Ｐｒがヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈよりも低いときにロッド側排出位置に切り換えられ、ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈがロッド側室４ｒの圧力Ｐｒよりも低いときにヘッド側排出位置に切り換えられる。本実施形態では、ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈとロッド側室４ｒの圧力Ｐｒとの差圧ΔＰ、すなわち圧力Ｐｈと圧力Ｐｒの偏差の絶対値が閾値Ｐｔ以上となったときに、低圧選択弁６が中立位置からロッド側排出位置またはヘッド側排出位置に切り換えられる。例えば、閾値Ｐｔは、０．５－３ＭＰａの範囲内である。なお、閾値Ｐｔは、シリンダ伸長時とシリンダ短縮時とで異なってもよい。

【0032】

次に、制御装置１０が行う制御の一例を説明する。ただし、制御装置１０が行う制御は以下で説明するものに限られず、制御装置１０は別の制御を行ってもよい。

【0033】

制御装置１０に関し、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。

【0034】

制御装置１０には、片ロッドシリンダ４に対する伸長指令である第１操作信号と、片ロッドシリンダ４に対する短縮指令である第２操作信号が入力される。また、制御装置１０には、圧力センサで計測されるヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈおよびロッド側室４ｒの圧力Ｐｒ、または差圧計で計測されるヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈとロッド側室４ｒの圧力Ｐｒとの差圧ΔＰが入力される。

【0035】

１．シリンダ伸長
制御装置１０へ第１操作信号が入力されると、制御装置１０は電動モータ９を第１方向に回転させる。これにより、第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３が第１方向に駆動され、第１両方向ポンプ２がロッド側ライン２２を通じて作動液を吸入するとともに、第２両方向ポンプ３が第２給排ライン７１を通じて作動液を吸入する。また、第１両方向ポンプ２はヘッド側ライン２１を通じて作動液を吐出し、第２両方向ポンプ３は第１給排ライン３１を通じて作動液を吐出する。

【0036】

ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈとロッド側室４ｒの圧力Ｐｒとの差圧ΔＰが閾値Ｐｔ未満である場合、制御装置１０は第２両方向ポンプ３の容量ｑ２が基準容量ｑｒとなるようにレギュレータ３５を制御する。基準容量ｑｒは、第１両方向ポンプ２の容量ｑ１にロッド側室４ｒの受圧面積Ａｒに対する片ロッドシリンダ４のロッドの断面積Ａｃの比を乗算したものである。ｑｒ＝Ａｃ／Ａｒ×ｑ１。すなわち、ｑ２＝ｑｒである場合、理論的には片ロッドシリンダ４への流入流量または片ロッドシリンダ４からの流出流量に過不足がない。このため、第２ブリッジライン５４の一部および中継ライン７２および第２給排ライン７１の一部を通じたアキュムレータ７からヘッド側ライン２１またはロッド側ライン２２への作動液の供給、および第１排出ライン６１または第２排出ライン６２を通じたヘッド側ライン２１またはロッド側ライン２２からの作動液の排出は行われない。

【0037】

一方、差圧ΔＰが閾値Ｐｔ以上である場合、制御装置１０は第２両方向ポンプ３の容量ｑ２が基準容量ｑｒよりも第１所定量Δｑ１だけ多くなるようにレギュレータ３５を制御する。ｑ２＝ｑｒ＋Δｑ１。例えば、Δｑ１は、ｑｒの１－１０％の範囲内である。

【0038】

例えば、片ロッドシリンダ４に短縮方向への負荷がかかっている場合にはヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈがロッド側室４ｒの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなり、片ロッドシリンダ４に伸長方向への負荷がかかっている場合にはロッド側室４ｒの圧力Ｐｒがヘッド側室４ｈの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる。

【0039】

ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈがロッド側室４ｒの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる場合、低圧選択弁６がロッド側排出位置に切り換えられる。これにより、第１所定量Δｑ１に応じた余剰分がロッド側ライン２２から第２排出ライン６２、低圧選択弁６、第３排出ライン６３および第２給排ライン７１の一部を通じてアキュムレータ７へ排出される。

【0040】

逆に、ロッド側室４ｒの圧力Ｐｒがヘッド側室４ｈの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる場合、低圧選択弁６がヘッド側排出位置に切り換えられる。これにより、第１所定量Δｑ１に応じた余剰分がヘッド側ライン２１から第１排出ライン６１、低圧選択弁６、第３排出ライン６３および第２給排ライン７１の一部を通じてアキュムレータ７へ排出される。

【0041】

２．シリンダ短縮
制御装置１０へ第２操作信号が入力されると、制御装置１０は電動モータ９を第２方向に回転させる。これにより、第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３が第２方向に駆動され、第１両方向ポンプ２がヘッド側ライン２１を通じて作動液を吸入するとともに、第２両方向ポンプ３が第１給排ライン３１を通じて作動液を吸入する。また、第１両方向ポンプ２はロッド側ライン２２を通じて作動液を吐出し、第２両方向ポンプ３は第２給排ライン７１を通じて作動液を吐出する。

【0042】

ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈとロッド側室４ｒの圧力Ｐｒとの差圧ΔＰが閾値Ｐｔ未満である場合、制御装置１０は第２両方向ポンプ３の容量ｑ２が基準容量ｑｒとなるようにレギュレータ３５を制御する。すなわち、ｑ２＝ｑｒである場合、理論的には片ロッドシリンダ４への流入流量または片ロッドシリンダ４からの流出流量に過不足がない。このため、第２ブリッジライン５４の一部および中継ライン７２および第２給排ライン７１の一部を通じたアキュムレータ７からヘッド側ライン２１またはロッド側ライン２２への作動液の供給、および第１排出ライン６１または第２排出ライン６２を通じたヘッド側ライン２１またはロッド側ライン２２からの作動液の排出は行われない。

【0043】

一方、差圧ΔＰが閾値Ｐｔ以上である場合、制御装置１０は第２両方向ポンプ３の容量ｑ２が基準容量ｑｒよりも第２所定量Δｑ２だけ少なくなるようにレギュレータ３５を制御する。ｑ２＝ｑｒ－Δｑ２。第２所定量Δｑ２は、上述した第１所定量Δｑ１と同じであっても異なってもよい。例えば、Δｑ２は、ｑｒの１～１０％の範囲内である。

【0044】

例えば、片ロッドシリンダ４に伸長方向への負荷がかかっている場合にはロッド側室４ｒの圧力Ｐｒがヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈよりも閾値Ｐｔ以上高くなり、片ロッドシリンダ４に短縮方向への負荷がかかっている場合にはヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈがロッド側室４ｒの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる。

【0045】

ロッド側室４ｒの圧力Ｐｒがヘッド側室４ｈの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる場合、低圧選択弁６がヘッド側排出位置に切り換えられる。これにより、第２所定量Δｑ２に応じた余剰分がヘッド側ライン２１から第１排出ライン６１、低圧選択弁６、第３排出ライン６３および第２給排ライン７１の一部を通じてアキュムレータ７へ排出される。

【0046】

逆に、ヘッド側室４ｈの圧力Ｐｈがロッド側室４ｒの圧力Ｐｒよりも閾値Ｐｔ以上高くなる場合、低圧選択弁６がロッド側排出位置に切り換えられる。これにより、第２所定量Δｑ２に応じた余剰分がロッド側ライン２２から第２排出ライン６２、低圧選択弁６、第３排出ライン６３および第２給排ライン７１の一部を通じてアキュムレータ７へ排出される。

【0047】

以上説明したように、本実施形態の液圧システム１Ａでは、低圧選択弁６が設けられているので、第１両方向ポンプ２に対して第２両方向ポンプ３が付加された構成においてロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止することができる。ロッド側はロッド側室４ｒおよびロッド側ライン２２であり、ヘッド側はヘッド側室４ｈおよびヘッド側ライン２１である。

【0048】

しかも、第２両方向ポンプ３は第２給排ライン７１によりアキュムレータ７と接続されているので、第２両方向ポンプ３が第１給排ライン３１を通じて作動液を吐出する方向に回転し始めるときに第２両方向ポンプ３の吸入側での圧力の低下によるキャビテーションを防止することができる。さらには、第１両方向ポンプ２の回転開始時に吸入側への作動液の戻りの遅れによって吸入側の圧力が低下したときには、アキュムレータ７から加圧された作動液がチェック弁５５または５６を介して吸入側に供給されるので、第１両方向ポンプ２の吸入側でのキャビテーションも防止することができる。

【0049】

また、本実施形態では、第３排出ライン６３にリリーフ弁６４が設けられているので、ヘッド側ライン２１またはロッド側ライン２２から第１排出ライン６１または第２排出ライン６２を通じて作動液が排出されるときの圧力を、アキュムレータ７の設定圧とは別に設定することができる。

【0050】

＜第２実施形態＞
図２に、第２実施形態に係る液圧システム１Ｂを示す。なお、本実施形態ならびに後述する第３実施形態および第４実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

【0051】

液圧システム１Ｂが第１実施形態の液圧システム１Ａと異なる点は、タンク１１およびチャージポンプ８をさらに含む点である。チャージポンプ８は、吸入ライン８１によりタンク１１と接続されるとともに、吐出ライン８２により第２給排ライン７１と接続されている。ただし、吐出ライン８２は必ずしも第２給排ライン７１に接続される必要はなく、リリーフ弁６４と第２給排ライン７１の間で第３排出ライン６３に接続されてもよいし、中継ライン７２に接続されてもよい。

【0052】

吐出ライン８２には、チャージポンプ８から第２給排ライン７１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８３が設けられている。また、吐出ライン８２からはチャージポンプ８とチェック弁８３の間でリリーフライン８４が分岐しており、リリーフライン８４はタンク１１へつながっている。

【0053】

リリーフライン８４には、リリーフ弁８５が設けられている。リリーフ弁８５のリリーフ圧は、例えば０．１－２ＭＰａの範囲内である。

【0054】

本実施形態のようにチャージポンプ８が設けられていれば、片ロッドシリンダ４、第１両方向ポンプ２、第２両方向ポンプ３およびアキュムレータ７で構成される閉回路内の作動液の量が減少したときに、作動液を補給することができる。例えば、第１両方向ポンプ２および第２両方向ポンプ３が外部ドレン式である場合には、閉回路内の作動液の量が徐々に減少する。

【0055】

チャージポンプ８は手動で操作されてもよいが、制御装置１０がチャージポンプ８を制御する場合、例えば、アキュムレータ７内の作動液の量が所定値を下回った場合や、閉回路内の所定位置の圧力が所定値を下回った場合に、制御装置１０がチャージポンプ８を稼働させてもよい。

【0056】

なお、吐出ライン８２は、必ずしも第２給排ライン７１に常時接続されている必要はなく、作動液を補給するときにだけ第２給排ライン７１に接続されてもよい。また、第１実施形態で説明したのと同様に、アキュムレータ７の設定圧が比較的に高い場合、リリーフ弁６４は省略可能である。リリーフ弁６４が省略可能である点は、後述する第３実施形態および第４実施形態でも同様である。

【0057】

＜第３実施形態＞
図３に、第３実施形態に係る液圧システム１Ｃを示す。液圧システム１Ｃが第２実施形態の液圧システム１Ｂと異なる点は、吐出ライン８２がリリーフ弁６４と第２給排ライン７１の間で第３排出ライン６３に接続されている点と、リリーフライン８４が第２給排ライン７１から分岐する点である。換言すれば、リリーフライン８４は第３排出ライン６３の一部および第２給排ライン７１の一部を挟んで吐出ライン８２と反対側で第２給排ライン７１から分岐している。

【0058】

ただし、リリーフライン８４は、第３排出ライン６３の一部、第２給排ライン７１の一部および中継ライン７２の一部を挟んで吐出ライン８２と反対側で中継ライン７２から分岐してもよい。あるいは、図３とは逆に、吐出ライン８２が第２給排ライン７１または中継ライン７２に接続され、リリーフライン８４がリリーフ弁６４と第２給排ライン７１の間で第３排出ライン６３から分岐してもよい。

【0059】

本実施形態では、チャージポンプ８が常時稼働する。つまり、第２両方向ポンプ３が停止中は、図３中に実線の矢印で示すように、チャージポンプ８から吐出された作動液がアキュムレータ７へ流入し、アキュムレータ７が満杯となった後は、タンク１１内の作動液が吸入ライン８１、チャージポンプ８、吐出ライン８２、第３排出ライン６３の一部、第２給排ライン７１の一部、リリーフライン８４をこの順に通過するように循環する。

【0060】

一方、第２両方向ポンプ３が第１給排ライン３１を通じて作動液を吐出する方向に回転すると、図３中に破線の矢印で示すように、第２両方向ポンプ３にはチャージポンプ８およびアキュムレータ７から作動液が供給される。

【0061】

本実施形態のような構成であれば、チャージポンプ８によって、作動液を吐出ライン８２から、片ロッドシリンダ４、第１両方向ポンプ２、第２両方向ポンプ３およびアキュムレータ７で構成される閉回路の一部を通ってリリーフライン８４へ流れるように循環させることができる。これにより、閉回路内の作動液を冷却することができる。

【0062】

＜第４実施形態＞
図４に、第４実施形態に係る液圧システム１Ｄを示す。液圧システム１Ｄが第３実施形態の液圧システム１Ｃと異なる点は、アキュムレータ７が第２両方向ポンプ３の近傍に配置されている点と、チャージポンプ８とアキュムレータ７との間にクーラー１２が介在する点と、リリーフライン８４が中継ライン７２から分岐する点である。

【0063】

本実施形態では、クーラー１２が第３排出ライン６３に設けられている。また、本実施形態では、リリーフ弁８５がアキュムレータ７を挟んでクーラー１２と反対側に位置する。つまり、チャージポンプ８から吐出されてクーラー１２を通過した作動液は、第２給排ライン７１におけるアキュムレータ７に隣接する部分を流れた後に、中継ライン７２の一部を経てリリーフライン８４に流入する。

【0064】

本実施形態では、第３実施形態で説明した閉回路内の作動液の冷却効果をクーラー１２によって向上させることができる。しかも、アキュムレータ７がクーラー１２とリリーフ弁８５の間にあるので、作動液が循環する際に、アキュムレータ７に貯留される作動液も冷却することができる。

【0065】

さらに、本実施形態ではクーラー１２が第３排出ライン６３に設けられているので、作動液が第３排出ライン６３を通じてアキュムレータ７へ戻される際にも冷却される。ただし、作動液の循環時の冷却効果を向上させるという観点からは、クーラー１２は吐出ライン８２などに設けられてもよい。

【0066】

＜その他の実施形態＞
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0067】

例えば、パイロット式の低圧選択弁６に換えて、図５に示すような電磁式の三位置弁である低圧選択弁６Ａが採用されてもよい。あるいは、図６に示すような電磁式の二位置弁である第１電磁弁６ａおよび第２電磁弁６ｂを含む低圧選択弁６Ｂが採用されてもよい。第１電磁弁６ａには第１排出ライン６１および第３排出ライン６３が接続され、第２電磁弁６ｂには第２排出ライン６２および第３排出ライン６３が接続される。

【0068】

＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、ヘッド側室およびロッド側室を含む片ロッドシリンダ用の液圧システムであって、ヘッド側ラインにより前記ヘッド側室と接続されるとともに、ロッド側ラインにより前記ロッド側室と接続される第１両方向ポンプと、第１給排ラインにより前記ヘッド側ラインと接続される第２両方向ポンプと、第２給排ラインにより前記第２両方向ポンプと接続されるアキュムレータと、前記第１両方向ポンプおよび前記第２両方向ポンプを同方向に駆動する電動モータと、第１排出ラインにより前記ヘッド側ラインと接続され、第２排出ラインにより前記ロッド側ラインと接続され、第３排出ラインにより前記第２給排ラインと接続され、前記ロッド側室の圧力が前記ヘッド側室の圧力よりも低いときは前記第２排出ラインを前記第３排出ラインと連通させ、前記ヘッド側室の圧力が前記ロッド側室の圧力よりも低いときは前記第１排出ラインを前記第３排出ラインと連通させる低圧選択弁と、前記ヘッド側ラインと前記ロッド側ラインとを接続するブリッジラインに設けられた、互いに逆向きの一対のチェック弁と、を備え、前記第２給排ラインは、中継ラインにより前記ブリッジラインにおける前記一対のチェック弁の間の部分と接続されている、液圧システムを提供する。

【0069】

上記の構成によれば、低圧選択弁が設けられているので、第１両方向ポンプに対して第２両方向ポンプが付加された構成においてロッド側およびヘッド側のうちの圧力の低い方に圧力の閉じ込みが発生することを簡易的に防止することができる。しかも、第２両方向ポンプは第２給排ラインによりアキュムレータと接続されているので、第２両方向ポンプが第１給排ラインを通じて作動液を吐出する方向に回転し始めるときに第２両方向ポンプの吸入側での圧力の低下によるキャビテーションを防止することができる。さらには、第１両方向ポンプの回転開始時に吸入側への作動液の戻りの遅れによって吸入側の圧力が低下したときには、アキュムレータから加圧された作動液がチェック弁を介して吸入側に供給されるので、第１両方向ポンプの吸入側でのキャビテーションも防止することができる。

【0070】

第２の態様として、第１の態様において、上記の液圧システムは、吸入ラインによりタンクと接続されるとともに、吐出ラインにより前記第２給排ライン、前記第３排出ラインおよび前記中継ラインのいずれかと接続されるチャージポンプをさらに備えてもよい。この構成によれば、閉回路内の作動液の量が減少したときに、作動液を補給することができる。

【0071】

第３の態様として、第２の態様において、例えば、上記の液圧システムは、前記吐出ラインから分岐して前記タンクにつながるリリーフラインに設けられたリリーフ弁をさらに備えてもよい。

【0072】

第４の態様として、第２の態様において、上記の液圧システムは、前記第２給排ライン、前記第３排出ラインおよび前記中継ラインのいずれかから分岐して前記タンクにつながるリリーフラインに設けられたリリーフ弁をさらに備えてもよい。この構成によれば、チャージポンプによって、作動液を吐出ラインから閉回路の一部を通ってリリーフラインへ流れるように循環させることができる。これにより、閉回路内の作動液を冷却することができる。

【0073】

第５の態様として、第４の態様において、上記の液圧システムは、前記チャージポンプと前記アキュムレータとの間に介在するクーラーをさらに備え、前記リリーフ弁は、前記アキュムレータを挟んで前記クーラーと反対側に位置してもよい。この構成によれば、クーラーによって、閉回路内の作動液の冷却効果を向上させることができる。しかも、アキュムレータがクーラーとリリーフ弁の間にあるので、作動液が循環する際に、アキュムレータに貯留される作動液も冷却することができる。

【0074】

第６の態様として、第１乃至第５の態様の何れかにおいて、上記の液圧システムは、前記第３排出ラインに設けられたリリーフ弁をさらに備えてもよい。この構成によれば、ヘッド側ラインまたはロッド側ラインから第１排出ラインまたは第２排出ラインを通じて作動液が排出されるときの圧力を、アキュムレータの設定圧とは別に設定することができる。

【0075】

第７の態様として、第１乃至第６の態様の何れかにおいて、例えば、前記低圧選択弁は、電磁式の三位置弁であってもよい。

【0076】

第８の態様として、第１乃至第７の態様の何れかにおいて、例えば、前記低圧選択弁は、電磁式の二位置弁である第１電磁弁および第２電磁弁を含み、前記第１電磁弁に前記第１排出ラインおよび前記第３排出ラインが接続され、前記第２電磁弁に前記第２排出ラインおよび前記第３排出ラインが接続されてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１Ａ乃至１Ｄ 液圧システム
１１ タンク
１２ クーラー
２ 第１両方向ポンプ
２１ ヘッド側ライン
２２ ロッド側ライン
３ 第２両方向ポンプ
３１ 第１給排ライン
４ 片ロッドシリンダ
４ｈ ヘッド側室
４ｒ ロッド側室
５１，５４ ブリッジライン
５５，５６ チェック弁
６，６Ａ，６Ｂ 低圧選択弁
６１ 第１排出ライン
６２ 第２排出ライン
６３ 第３排出ライン
６４ リリーフ弁
７ アキュムレータ
７１ 第２給排ライン
７２ 中継ライン
８ チャージポンプ
８１ 吸入ライン
８２ 吐出ライン
８４ リリーフライン
８５ リリーフ弁
９ 電動モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】