CN109416060B - 缸驱动装置 - Google Patents

Abstract

缸驱动装置(100)包括：电动马达(30)；泵(20)；主通路(80a)和主通路(80b)；液压缸(10)；操作单向阀(60b)和操作单向阀(60a)；以及节流阀(70b)和节流阀(70a)，其用于限制工作油的从液压缸(10)朝向操作单向阀(60b)和操作单向阀(60a)的流动，节流阀(70b)和节流阀(70a)的开口面积与从液压缸(10)排出至主通路(80b)和主通路(80a)的工作油的流量的上升相应地减小。

Description

缸驱动装置

技术领域

本发明涉及一种缸驱动装置。

背景技术

在JP2006－250311A中公开了一种液压驱动单元，该液压驱动单元包括利用电动马达进行驱动的液压泵、利用来自液压泵的工作油进行工作的液压缸以及用于控制液压泵和液压缸之间的工作油的流动的操作单向阀。

发明内容

在具备具有操作单向阀或者与操作单向阀同等的功能的控制阀的缸驱动装置中，无论泵如何工作，都存在产生液压缸反复地工作和停止的振荡现象的可能。产生振荡现象的原因在于，由负载引起的外力作用于液压缸，从而使液压缸像泵那样发挥功能而吸入通路内的工作油。

在JP2006－250311A所公开的液压驱动单元中，为了防止振荡现象，在液压缸和操作单向阀之间的管路设有单向节流阀。由于利用单向节流阀限制了从液压缸排出至管路的工作油的流动，因此液压缸不吸入通路内的工作油，防止了振荡现象。

然而，在JP2006－250311A所公开的单向节流阀中，节流口的开口面积恒定。即使在不产生振荡现象的条件下，从液压缸流出的工作油的流动也被限制为与产生振荡现象时相同。因此，液压缸的工作始终需要较大的能量，电动马达的消耗电力增大。

本发明的目的在于，减少电动马达的消耗电力，并且防止振荡现象。

根据本发明的一个技术方案，缸驱动装置包括：电动马达；泵，其被电动马达驱动，用于排出工作流体；第1通路和第2通路，其分别连接于泵，来自泵的工作流体被选择性地引导至该第1通路和该第2通路；流体压缸，其连接于第1通路和第2通路，利用从第1通路和第2通路中的一者供给的工作流体进行工作并且在工作时向第1通路和第2通路中的另一者排出工作流体；控制阀，其设于第2通路，容许工作流体的从泵朝向流体压缸的流动，另一方面，与第1通路内的压力的上升相应地容许工作流体的从流体压缸朝向泵的流动；以及节流阀，其设于第2通路中的流体压缸和控制阀之间，用于限制工作流体的从流体压缸朝向控制阀的流动，节流阀的开口面积与从流体压缸排出至第2通路的工作流体的流量的上升相应地减小。

附图说明

图1是具备本发明的实施方式的缸驱动装置的转动装置的示意图。

图2表示图1所示的液压缸伸长的状态。

图3表示图2所示的液压缸进一步伸长的状态。

图4是本发明的实施方式的缸驱动装置的回路图。

图5是图4所示的节流阀的示意剖视图。

图6是本发明的实施方式的缸驱动装置的回路图，表示由负载引起的外力对流体压缸向收缩方向进行作用而且泵以使流体压缸伸长的方式进行工作的状态。

图7是图6所示的节流阀的示意图。

图8是本发明的实施方式的缸驱动装置的回路图，表示由负载引起的外力对流体压缸向伸长方向进行作用而且泵以使流体压缸伸长的方式进行工作的状态。

图9是图8所示的节流阀的示意图。

图10是本发明的实施方式的变形例的缸驱动装置的回路图。

图11是比较例的缸驱动装置的回路图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的缸驱动装置100进行说明。

图1是具备缸驱动装置100的转动装置1000的示意图。缸驱动装置100具备利用工作油的压力进行伸缩的液压缸10。转动装置1000利用液压缸10的伸缩而使对象物W转动。

如图1所示，转动装置1000包括基座构件1和与基座构件1连结的臂构件2。臂构件2形成为棒状。对象物W安装于臂构件2的端部2a。

在臂构件2的端部2b形成有孔2c。孔2c沿着与臂构件2的长度方向正交的方向贯通端部2b。在孔2c***有在基座构件1形成的销1b。

基座构件1的销1b自基座构件1的主体部1a沿着水平方向突出。销1b的外径为臂构件2的孔2c的内径以下，臂构件2的端部2b被销1b支承为旋转自如。这样，臂构件2以绕销1b(绕水平轴线)转动自如的方式连结于基座构件1。

液压缸10包括缸11和自缸11伸出的活塞杆13。活塞杆13相对于缸11进退自如。在活塞杆13自缸11退出时，液压缸10伸长。在活塞杆13进入缸11内时，液压缸10收缩。

在缸11设有用于将液压缸10和基座构件1连结起来的连结部10a。在连结部10a形成有沿着与液压缸10的伸长方向正交的方向贯通的孔10c。在孔10c***有在基座构件1形成的销1c。

基座构件1的销1c自基座构件1的主体部1a向与销1b的突出方向相同的方向突出。销1c的外径为液压缸10的孔10c的内径以下，液压缸10的连结部10a被销1c支承为旋转自如。这样，液压缸10以绕销1c(绕水平轴线)转动自如的方式连结于基座构件1。

在活塞杆13设有用于将液压缸10和臂构件2连结起来的连结部10b。在连结部10b形成有沿着与液压缸10的孔10c的贯通方向相同的方向贯通的孔10d。在孔10d***有在臂构件2形成的销2d。

臂构件2的销2d设于在端部2a、2b之间形成的中间部2e。销2d的突出方向与基座构件1的销1b和销1c的突出方向一致。销2d的外径为液压缸10的孔10d的内径以下，液压缸10的连结部10b被销2d支承为旋转自如。这样，液压缸10以绕销2d(绕水平轴线)转动自如的方式连结于臂构件2。

图1中的双点划线表示通过销1b且沿着铅垂方向延伸的假想线L。在图1中表示液压缸10最大程度地收缩的状态。在该状态下，对象物W和臂构件2的重心位于比销1b靠铅垂方向上方而且比假想线L靠销1c侧的位置。作用于对象物W和臂构件2的重力作为负载对活塞杆13向使液压缸10收缩的方向进行作用。

图2表示液压缸10从图1所示的状态伸长的状态。在液压缸10伸长时，臂构件2相对于基座构件1绕销1b转动。随着臂构件2的转动，对象物W相对于基座构件1转动。

这样，转动装置1000利用液压缸10的伸缩而使对象物W转动。

在图2所示的状态下，对象物W和臂构件2的重心与图1所示的状态同样，位于比销1b靠铅垂方向上方而且比假想线L靠销1c侧的位置。作用于对象物W和臂构件2的重力作为负载对活塞杆13向使液压缸10收缩的方向进行作用。

图3表示液压缸10从图2所示的状态进一步伸长的状态。在图3所示的状态下，对象物W和臂构件2的重心位于比销1b靠铅垂方向上方而且比假想线L靠与销1c相反的那一侧的位置。作用于对象物W和臂构件2的重力作为负载对活塞杆13向使液压缸10伸长的方向进行作用。

这样，在转动装置1000中，随着液压缸10的工作，作用于液压缸10的活塞杆13的负载的方向发生反转。

如图4所示，液压缸10还具备以滑动自如的方式收纳于缸11内的活塞12。活塞杆13连结于活塞12。缸11的内部被活塞12划分为杆相反侧室11a和杆侧室11b。

在杆相反侧室11a和杆侧室11b填充有工作油。活塞12利用选择性地供给至杆相反侧室11a和杆侧室11b的工作油相对于缸11移动。随着活塞12的移动，活塞杆13相对于缸11进退，液压缸10伸缩。

具体而言，在工作油供给至杆相反侧室11a时，活塞12向使杆相反侧室11a扩大并使杆侧室11b缩小的方向移动。活塞杆13随着活塞12的移动而自缸11退出。其结果，液压缸10伸长。此时，随着杆侧室11b的缩小，杆侧室11b内的工作油排出至液压缸10外。

在工作油供给至杆侧室11b时，活塞12向使杆侧室11b扩大并使杆相反侧室11a缩小的方向移动。活塞杆13随着活塞12的移动而进入缸11内。其结果，液压缸10收缩。此时，随着杆相反侧室11a的缩小，杆相反侧室11a内的工作油排出至液压缸10外。

缸驱动装置100包括用于向液压缸10供给工作油的泵20和用于驱动泵20的电动马达30。电动马达30电连接于未图示的电源，利用从该电源供给的电力进行工作。

泵20连结于电动马达30的输出轴31，被电动马达30的旋转驱动力驱动。在泵20形成有第1口21a和第2口21b，工作油选择性地从第1口21a和第2口21b排出。

在电动马达30的输出轴31向正方向R1旋转的情况下，泵20从第2口21b吸入工作油，并从第1口21a排出工作油。在电动马达30的输出轴31向反方向R2旋转的情况下，泵20从第1口21a吸入工作油，并从第2口21b排出工作油。

这样，根据电动马达30的旋转方向来切换泵20的排出方向。作为泵20，例如能够使用齿轮泵。

主通路80a连接于泵20的第1口21a，主通路80b连接于泵20的第2口21b。来自泵20的工作油被选择性地引导至主通路80a和主通路80b。

主通路80a连接于液压缸10的杆相反侧室11a，主通路80b连接于液压缸10的杆侧室11b。在主通路80a设有用于控制工作油的流动的操作单向阀(控制阀)60a，在主通路80b设有用于控制工作油的流动的操作单向阀(控制阀)60b。在主通路80a中的操作单向阀60a和杆相反侧室11a之间设有节流阀70a。在主通路80b中的操作单向阀60b和杆侧室11b之间设有节流阀70b。

以下，将主通路80a中的泵20的第1口21a和操作单向阀60a之间的部分称为“通路部81a”。将主通路80b中的泵20的第2口21b和操作单向阀60b之间的部分称为“通路部81b”。将主通路80a中的操作单向阀60a和节流阀70a之间的部分称为“通路部82a”，将主通路80b中的操作单向阀60b和节流阀70b之间的部分称为“通路部82b”。将主通路80a中的节流阀70a和杆相反侧室11a之间的部分称为“通路部83a”，将主通路80b中的节流阀70b和杆侧室11b之间的部分称为“通路部83b”。

操作单向阀60a容许工作油的从泵20的第1口21a排出且经由主通路80a朝向液压缸10的杆相反侧室11a的流动。此外，操作单向阀60a具有背压室(省略图示)。在该背压室内的压力达到了开阀压力时，操作单向阀60a开阀，容许主通路80a中的工作油的流动。

操作单向阀60a的背压室经由先导通路86b连接于主通路80b的通路部81b。在通路部81b内的压力上升时，操作单向阀60a的背压室内的压力上升，操作单向阀60a开阀。也就是说，操作单向阀60a与通路部81b内的压力的上升相应地容许工作油的从液压缸10的杆相反侧室11a经由主通路80a朝向泵20的第1口21a的流动。

同样地，操作单向阀60b容许工作油的从泵20的第2口21b排出且经由主通路80b朝向液压缸10的杆侧室11b的流动。操作单向阀60b的背压室(省略图示)经由先导通路86a连接于主通路80a的通路部81a。操作单向阀60a与通路部81a内的压力的上升相应地容许工作油的从液压缸10的杆侧室11b经由主通路80b朝向泵20的第2口21b的流动。

在泵20从第1口21a排出工作油时，来自第1口21a的工作油推开操作单向阀60a。此时，主通路80a的通路部81a内的压力上升，操作单向阀60b开阀。来自第1口21a的工作油经由主通路80a供给至液压缸10的杆相反侧室11a，杆侧室11b内的工作油排出至主通路80b并被引导至泵20的第2口21b。通过使工作油向杆相反侧室11a供给并排出杆侧室11b内的工作油，从而使液压缸10伸长。

在泵20从第2口21b排出工作油时，来自第2口21b的工作油推开操作单向阀60b。此时，主通路80b的通路部81b内的压力上升，操作单向阀60a开阀。来自第2口21b的工作油经由主通路80b供给至液压缸10的杆侧室11b，杆相反侧室11a内的工作油排出至主通路80a并被引导至泵20的第1口21a。通过使工作油向杆侧室11b供给并排出杆相反侧室11a内的工作油，从而使液压缸10收缩。

在泵20停止时，主通路80a的通路部81a内的压力和主通路80b的通路部81b内的压力不上升。操作单向阀60a和操作单向阀60b闭阀，阻断主通路80a和主通路80b中的工作油的流动。液压缸10的杆相反侧室11a内的工作油不排出至主通路80a，液压缸10的杆侧室11b内的工作油不排出至主通路80b，液压缸10不进行工作。也就是说，在泵20停止时，液压缸10利用操作单向阀60a和操作单向阀60b维持在静止的状态。

在液压缸10中，活塞杆13贯穿杆侧室11b而不贯穿杆相反侧室11a。在活塞12随着液压缸10的工作而移动时，在杆侧室11b和主通路80b之间往复的工作油的流量少于在杆相反侧室11a和主通路80a之间往复的工作油的流量。利用与泵20连接的工作流体箱40补偿因活塞杆13相对于缸11进退而产生的容积变化。对容积变化的补偿具体地进行说明。

缸驱动装置100具备用于控制泵20和工作流体箱40之间的工作油的流动的控制阀50。工作流体箱40将工作油储存在封闭空间内。

控制阀50是三位三通切换阀。控制阀50的第1口连接于自主通路80a的通路部81a分支出的分支通路91a。控制阀50的第2口连接于自主通路80b的通路部81b分支出的分支通路91b。控制阀50的第3口连接于与工作流体箱40连接的工作流体箱通路91c。

控制阀50在处于第1位置50a时阻断工作流体箱通路91c与分支通路91a的连通，使工作流体箱通路91c与分支通路91b连通。控制阀50在处于第2位置50b时使工作流体箱通路91c与分支通路91a连通，阻断工作流体箱通路91c与分支通路91b的连通。控制阀50在处于第3位置50c时阻断工作流体箱通路91c与分支通路91a的连通，并且阻断工作流体箱通路91c与分支通路91b的连通。

利用分支通路91a和分支通路91b内的压力切换控制阀50的位置。在泵20停止且分支通路91a和分支通路91b内的压力不上升的情况下，控制阀50处于第3位置50c，阻断工作流体箱通路91c与分支通路91a的连通，并且阻断工作流体箱通路91c与分支通路91b的连通。

在泵20从第1口21a排出工作油的情况下，如上所述，液压缸10伸长。此时，分支通路91a内的压力上升，控制阀50切换至第1位置50a。工作流体箱通路91c与分支通路91b连通，工作油能够在工作流体箱40和主通路80b的通路部81b往复。工作流体箱通路91c与分支通路91a的连通被阻断，因此来自第1口21a的工作油供给至液压缸10的杆相反侧室11a而不会流入工作流体箱40。

在液压缸10进行伸长动作时，从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量与从主通路80a供给至杆相反侧室11a的工作油的流量相比，少了活塞杆13的自杆侧室11b退出的部分的体积量。活塞杆13的自杆侧室11b退出的部分的体积量的工作油从工作流体箱40经由工作流体箱通路91c和分支通路91b供给至主通路80b的通路部81b。因而，泵20能够从第2口21b吸入与从第1口21a排出的工作油的流量相同的流量的工作油。

在泵20从第2口21b排出工作油的情况下，如上所述，液压缸10收缩。此时，分支通路91b内的压力上升，控制阀50切换至第2位置50b。工作流体箱通路91c与分支通路91a连通，工作油能够在工作流体箱40和主通路80a的通路部81a往复。工作流体箱通路91c与分支通路91b的连通被阻断，因此来自第2口21b的工作油供给至液压缸10的杆侧室11b而不会流入工作流体箱40。

在液压缸10进行收缩动作时，从杆相反侧室11a排出至主通路80a的工作油的流量与从主通路80b供给至杆侧室11b的工作油的流量相比，多了活塞杆13的进入杆侧室11b的部分的体积量。活塞杆13的进入杆侧室11b的部分的体积量的工作油从主通路80a的通路部81a经由分支通路91a和工作流体箱通路91c排出至工作流体箱40。因而，泵20能够从第1口21a吸入与从第2口21b排出的工作油的流量相同的流量的工作油。

这样，利用与泵20连接的工作流体箱40补偿因活塞杆13相对于缸11进退而产生的容积变化。

缸驱动装置100还包括溢流阀96a、溢流阀96b、溢流阀97a以及溢流阀97b。溢流阀96a设于自主通路80a的通路部81a分支且与工作流体箱40连接的溢流通路92a。溢流阀96a在通路部81a内的压力达到了溢流阀96a的开阀压力时开阀，将通路部81a内的工作油经由溢流通路92a排出至工作流体箱40。利用溢流阀96a将通路部81a内的压力限制在溢流阀96a的开阀压力以下。

同样地，溢流阀96b设于自主通路80b的通路部81b分支且与工作流体箱40连接的溢流通路92b，用于将通路部81b内的压力限制在溢流阀96b的开阀压力以下。溢流阀97a设于自主通路80a的通路部82a分支且与工作流体箱40连接的溢流通路93a，用于将通路部82a内的压力限制在溢流阀97a的开阀压力以下。溢流阀97b设于自主通路80b的通路部82b分支且与工作流体箱40连接的溢流通路93b，用于将通路部82b内的压力限制在溢流阀97b的开阀压力以下。

缸驱动装置100具备能够对液压缸10进行手动操作的切换阀98。切换阀98是二位三通切换阀。切换阀98的第1口连接于自主通路80a的通路部82a分支出的分支通路94a。切换阀98的第2口连接于自主通路80b的通路部82b分支出的分支通路94b。切换阀98的第3口连接于与工作流体箱40连接的工作流体箱通路94c。

切换阀98在处于第1位置98a时阻断工作流体箱通路94c与分支通路94a的连通，阻断工作流体箱通路94c与分支通路94b的连通，阻断分支通路94a与分支通路94b的连通。切换阀98在处于第2位置98b时使工作流体箱通路94c与分支通路94a连通，使工作流体箱通路94c与分支通路94b连通，使分支通路94a与分支通路94b连通。通过对切换阀98进行手动操作来切换切换阀98的位置。

在切换阀98切换至第2位置98b的情况下，液压缸10的杆相反侧室11a和杆侧室11b绕过操作单向阀60a、60b、控制阀50而连接于工作流体箱40。能够利用手动操作使液压缸10伸缩。

节流阀70b用于限制主通路80b中的工作油的流动。根据节流阀70b的开口面积来限制节流阀70b中的工作油的流动。因而，能够限制从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量，防止在液压缸10进行伸长动作时产生的振荡现象。

在此，振荡现象是指，无论泵20如何工作都会产生的液压缸10反复地工作和停止的现象。使用图11对振荡现象详细地进行说明。

图11是比较例的缸驱动装置300的回路图。对与缸驱动装置100的结构相同的结构标注相同的附图标记，省略其说明。缸驱动装置300不具备节流阀70a和节流阀70b(参照图4)，在这一点上与缸驱动装置100不同。

首先，说明不产生振荡现象的条件下的缸驱动装置300的动作。具体而言，说明在活塞杆13承受由负载引起的向收缩方向的外力的状态(图2所示的状态)下使液压缸10伸长的情况下的缸驱动装置300的动作。

由负载引起的外力借助活塞杆13对活塞12向收缩方向进行作用，因此活塞12在该外力的作用下不向伸长方向移动。供给至杆相反侧室11a的工作油克服该外力而使活塞12向伸长方向移动。

主通路80a内的压力因从泵20的第1口21a排出的工作油而维持在较高的状态，操作单向阀60b维持开阀状态。因而，杆侧室11b内的工作油持续排出至主通路80b，液压缸10不停地持续伸长。

这样，在以活塞杆13承受由负载引起的向收缩方向的外力的状态(图2所示的状态)使液压缸10伸长的情况下，液压缸10持续伸长。

同样地，在以活塞杆13承受由负载引起的向伸长方向的外力的状态(图3所示的状态)使液压缸10收缩的情况下，也是液压缸10不停地持续收缩。也就是说，在由负载引起的外力对活塞杆13进行作用的方向与液压缸10的工作方向不一致的情况下，不产生振荡现象。

接着，说明产生振荡现象的条件下的缸驱动装置300的动作。具体而言，说明在以活塞杆13承受由负载引起的向伸长方向的外力的状态(图3所示的状态)使液压缸10伸长的情况下的缸驱动装置300的动作。

在泵20刚刚从第1口21a排出工作油之后，来自第1口21a的工作油推开操作单向阀60a，供给至液压缸10的杆相反侧室11a。此时，主通路80a的通路部81a内的压力上升，操作单向阀60b开阀。杆侧室11b内的工作油排出至主通路80b，液压缸10开始伸长。

由负载引起的外力借助活塞杆13对活塞12向伸长方向进行作用，因此活塞12除了承受供给至杆相反侧室11a的工作油的压力之外还承受该外力，在这两种力的作用下向伸长方向移动。由负载引起的外力越大，则活塞12越高速地移动，从杆侧室11b内向主通路80b排出的工作油的流量增加。

在活塞12向使液压缸10伸长的方向高速地移动时，主通路80a内的工作油在活塞12的作用下被吸入杆相反侧室11a。也就是说，液压缸10在由负载引起的外力的作用下像泵那样发挥功能而吸入主通路80a内的工作油。

若液压缸10从主通路80a吸入的工作油的流量大于泵20的最大排出流量，则泵20无法使主通路80a内的压力上升，主通路80a的通路部81a内的压力降低。由此，操作单向阀60b闭阀，工作油的从杆侧室11b向主通路80b的排出停止。活塞12停止，液压缸10停止。

若活塞12停止，则工作油的在活塞12的作用下从主通路80a向杆相反侧室11a的吸入停止。主通路80a内的压力在泵20的作用下上升，操作单向阀60b开阀。杆侧室11b内的工作油排出至主通路80b，液压缸10再次开始伸长。

活塞12除了承受供给至杆相反侧室11a的工作油的压力之外还承受由负载引起的外力，在这两种力的作用下向伸长方向移动。主通路80a内的工作油在活塞12的作用下被吸入杆相反侧室11a，主通路80a的通路部81a内的压力降低。操作单向阀60b闭阀，工作油的从杆侧室11b向主通路80b的排出停止。活塞12停止，液压缸10再次停止。

这样，在缸驱动装置300中，在以活塞杆13承受由负载引起的向伸长方向的较大的外力的状态(图3所示的状态)使液压缸10伸长的情况下，液压缸10反复地伸长和停止。

同样地，在以活塞杆13承受由负载引起的向收缩方向的较大的外力的状态(图2所示的状态)使液压缸10收缩的情况下，也是液压缸10反复地收缩和停止。也就是说，在缸驱动装置300中，在由负载引起的外力对活塞杆13进行作用的方向与液压缸10的工作方向一致的情况下产生振荡现象。

参照图4。在缸驱动装置100中，利用节流阀70b限制从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流动。即使在由负载引起的外力对活塞杆13向伸长方向进行作用的状态下使液压缸10伸长，也能限制从液压缸10的杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量的增加。能够防止工作油的在活塞12的作用下从主通路80a向杆相反侧室11a的吸入，能够防止主通路80a内的压力的降低。因而，能够防止在液压缸10进行伸长动作时产生的振荡现象。

同样地，利用节流阀70a限制从杆相反侧室11a排出至主通路80a的工作油的流动。限制从液压缸10的杆相反侧室11a排出至主通路80a的工作油的流量的增加。能够防止主通路80b内的压力的降低，能够防止在液压缸10进行收缩动作时产生的振荡现象。

节流阀70b形成为节流阀70b的开口面积与从液压缸10的杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量的增加相应地减小。

图5是节流阀70b的示意剖视图。节流阀70b具有与主通路80b的通路部83b连接的第1口71a、与主通路80b的通路部82b连接的第2口72a以及使第1口71a与第2口72a连通的流路73。第1口71a由形成于第1外壳71的圆形的孔形成。第2口72a由形成于第2外壳72的圆形的孔形成。

第2外壳72具有与第1外壳71相对的相对面72b。在相对面72b形成有凹陷部72c。第1口71a与凹陷部72c连通。

在第2外壳72形成有在凹陷部72c的底面开口的孔72d。孔72d的内径大于第2口72a的内径，第2口72a在孔72d的底面72e开口。由凹陷部72c和孔72d形成流路73。由孔72d的底面72e和第2口72a的内周面形成环状的阀座72f。

节流阀70b具有设于流路73内的阀芯74和对阀芯74向自阀座72f离座的方向施力的弹簧(施力构件)75。弹簧75例如是螺旋弹簧。

阀芯74包括具有与孔72d的内径大致相同的外径的大径部74a和具有比大径部74a的外径小的外径的小径部74b。大径部74a以滑动自如的方式收纳于孔72d内。

小径部74b从大径部74a朝向第2口72a突出。在大径部74a和小径部74b之间形成有台阶部74c。

小径部74b的基端部(与大径部74a连续的部分)的外径大于第2口72a的内径。小径部74b的顶端面的外径小于第2口72a的内径。小径部74b的顶端部形成为锥状。在阀芯74落座于阀座72f时，小径部74b的顶端面进入第2口72a，小径部74b的顶端部与阀座72f接触。

弹簧75以压缩的状态设于阀芯74的台阶部74c和孔72d的底面72e之间。利用弹簧75的恢复力对阀芯74向自阀座72f离座的方向施力。利用第1外壳71限制阀芯74的向自阀座72f离座的方向的移动。

在阀芯74形成有在大径部74a的端面开口且跨大径部74a和小径部74b地形成的孔74d。在大径部74a的端面形成有从孔74d的内周面延伸至大径部74a的外周面为止的槽74e。即使在阀芯74被推压于第1外壳71的状态下，也能利用槽74e使孔74d与凹陷部72c连通。

在小径部74b形成有将孔74d的底面和小径部74b的顶端面之间贯通的节流孔(第1节流部)74f。在小径部74b形成有将孔74d的内周面和小径部74b的外周面之间贯通的节流孔(第2节流部)74g。在阀芯74落座于阀座72f的状态下，工作油仅经由节流孔74f在第2口72a和孔74d之间往复，不经由节流孔74g往复。

在泵20停止的状态下，在阀芯74未作用有工作油的压力，阀芯74在弹簧75的作用力的作用下自阀座72f分离。在泵20从第2口21b排出工作油的情况下，阀芯74在从第2口72a经由流路73朝向第1口71a的工作油的压力和弹簧75的作用力的作用下自阀座72f分离。

在由负载引起的外力对活塞杆13向收缩方向进行作用的状态(图2所示的状态)下，在泵20从第1口21a排出工作油时，泵20克服由负载引起的外力而使液压缸10伸长(参照图6)。此时，从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量较少。

如图7所示，从节流阀70b的第1口71a供给的工作油克服弹簧75的作用力而使阀芯74靠近阀座72f。然而，从节流阀70b的第1口71a供给的工作油的流量较少，因此第1口71a与第2口72a的压力差较小。因此，利用弹簧75的作用力限制阀芯74的移动，阀芯74不落座于阀座72f。也就是说，阀芯74维持在自阀座72f离座的状态。

节流阀70b的第1口71a和第2口72a经由节流孔74f和节流孔74g这两者相连通。也就是说，节流阀70b的开口面积相当于节流孔74f的开口面积与节流孔74g的开口面积的总和。节流阀70b的开口面积较大，由节流阀70b对主通路80b中的工作油的流动施加的阻力较小。因而，能够减小电动马达30的负载，能够减少电动马达30的消耗电力。

此外，电动马达30的负载变小，因此能够使用低输出的电动马达30。由此，能够削减电动马达30和用于向电动马达30供给电力的电气部件的成本。

并且，由节流阀70b对主通路80b中的工作油的流动施加的阻力较小，因此能够在不提高电动马达30的输出的前提下使液压缸10的动作高速化。

此时，由负载引起的外力不向使液压缸10伸长的方向进行作用，因此液压缸10不会像泵那样发挥功能而吸入主通路80a内的工作油。因此，利用泵20提高主通路80a内的压力，操作单向阀60b保持开阀状态。因而，不产生振荡现象。

在由负载引起的外力对活塞杆13向伸长方向进行作用的状态(图3所示的状态)下，在泵20从第1口21a排出工作油时，泵20与由负载引起的外力一同使液压缸10伸长(参照图8)。因此，从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量增加。

如图9所示，从节流阀70b的第1口71a供给的工作油克服弹簧75的作用力而使阀芯74靠近阀座72f。从节流阀70b的第1口71a供给的工作油的流量较多，因此第1口71a与第2口72a的压力差较大。因此，阀芯74克服弹簧75的作用力而落座于阀座72f。

节流阀70b的第1口71a和第2口72a仅经由节流孔74f相连通，节流孔74g不使第1口71a与第2口72a连通。也就是说，节流阀70b的开口面积相当于节流孔74f的开口面积。

此时，节流阀70b的开口面积较小，利用节流阀70b限制主通路80b中的工作油的流动。因此，能够限制主通路80b中的工作油的流量的增加，防止液压缸10像泵那样发挥功能而吸入主通路80a内的工作油。因而，能够利用泵20提高主通路80a内的压力，能够将操作单向阀60b保持在开阀状态。由此，能够防止振荡现象。

此时，由负载引起的外力向使液压缸10伸长的方向进行作用，因此泵20的负载较小即可。因而，能够减小电动马达30的负载，能够减少电动马达30的消耗电力。

这样，在缸驱动装置100中，在外力以产生振荡现象的方式对液压缸10进行作用的情况和外力以不产生振荡现象的方式对液压缸10进行作用的情况下，节流阀70b的开口面积发生变化。因而，在液压缸10进行伸长动作时，能够减少电动马达30的消耗电力，并且防止振荡现象。

节流阀70a与节流阀70b同样，形成为节流阀70a的开口面积与从液压缸10的杆相反侧室11a排出至主通路80a的工作油的流量的增加相应地减少。因而，在液压缸10进行收缩动作时，能够减少电动马达30的消耗电力，并且防止振荡现象。

由于节流阀70a的构造与节流阀70b的构造大致相同，因此省略其说明。

节流阀70b设定为，在液压缸10从主通路80a吸入的工作油的流量达到了泵20的最大排出流量时节流阀70b的开口面积减小。

直到液压缸10从主通路80a吸入的工作油的流量达到泵20的最大排出流量为止，节流阀70b的开口面积都较大。因而，电动马达30的负载较小，能够减少电动马达30的消耗电力。

在液压缸10从主通路80a吸入的工作油的流量达到泵20的最大排出流量时，节流阀70b的开口面积减小，节流阀70b限制流量的增加。因而，能够防止液压缸10像泵那样发挥功能而吸入主通路80a内的工作油，能够防止振荡现象。

节流阀70b的设定能够通过变更弹簧75的弹簧常数、节流孔74f的开口面积、节流孔74g的开口面积来进行变更。

节流阀70a与节流阀70b同样地设定为，在液压缸10从主通路80b吸入的工作油的流量达到了泵20的最大排出流量时，节流阀70a的开口面积减小。

节流孔74g的开口面积大于节流孔74f的开口面积。因此，节流孔74f和节流孔74g这两者使第1口71a与第2口72a连通的情况下的节流阀70b的开口面积与仅节流孔74f使第1口71a与第2口72a连通的情况下的节流阀70b的开口面积之差扩大。因而，能够与从液压缸10的杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量的上升相应地使节流阀70b的开口面积进一步减小。

液压缸10、泵20、电动马达30、工作流体箱40、各种通路以及各种阀构成1个单元(参照图1)。因此，不在液压缸10连接配管等，仅向电动马达30供给电力就能够使液压缸10进行工作。因而，缸驱动装置100的操作性上升。

液压缸10、泵20、电动马达30、工作流体箱40、各种通路以及各种阀也可以不构成单元。例如，也可以是，泵20设置于自液压缸10分离的位置，泵20和液压缸10经由配管相连接。

接着，参照图1～图9，对缸驱动装置100的动作和转动装置1000的动作进行说明。

在使电动马达30的输出轴31向正方向R1旋转时，泵20从第1口21a排出工作油。来自泵20的工作油推开操作单向阀60a而被引导至节流阀70a。

节流阀70a的阀芯承受来自工作油的向自阀座离座的方向的力，维持自阀座离座的状态。节流阀70a经由节流孔74f和节流孔74g使主通路80a的通路部82a与通路部83a连通。主通路80a的通路部82a内的工作油经由节流阀70a的节流孔74f和节流孔74g供给至液压缸10的杆相反侧室11a。

此时，节流阀70a的开口面积相当于节流孔74f的开口面积与节流孔74g的开口面积的总和，由节流阀70a对主通路80a中的工作油的流动施加的阻力较小。

此外，主通路80a的通路部81a内的压力上升，操作单向阀60b开阀。液压缸10的杆侧室11b内的工作油排出至主通路80b，液压缸10伸长。排出至主通路80b的工作油被引导至泵20的第2口21b。

在由负载引起的外力对活塞杆13向收缩方向进行作用的状态(图1和图2所示的状态)下，活塞12在该外力的作用下不向伸长方向移动。从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量较少，节流阀70b的阀芯74维持自阀座72f离座的状态(参照图6和图7)。主通路80b的通路部83b内的工作油经由节流阀70b的节流孔74f和节流孔74g被引导至主通路80b的通路部82b。

节流阀70b经由节流孔74f和节流孔74g使主通路80b的通路部83b与通路部82b连通，因此节流阀70b的开口面积较大，由节流阀70b对主通路80b中的工作油的流动施加的阻力较小。

由于对主通路80a和主通路80b中的工作油的流动施加的阻力较小，因此能够减小电动马达30的负载。因而，能够减少电动马达30的消耗电力。

由负载引起的外力不向使液压缸10伸长的方向进行作用，因此即使节流阀70b的开口面积较大，也不产生振荡现象。

随着液压缸10的伸长，由负载引起的外力开始对活塞杆13向伸长方向进行作用(参照图3)。活塞12也在该外力的作用下向伸长方向移动。从杆侧室11b排出至主通路80b的工作油的流量增加，节流阀70b的阀芯74克服弹簧75的作用力而落座于阀座72f(参照图8和图9)。

节流阀70b仅经由节流孔74f使主通路80b的通路部83b与通路部82b连通。节流阀70b的开口面积相当于节流孔74f的开口面积，利用节流阀70b限制主通路80b中的工作油的流动。

能够限制主通路80b中的工作油的流量的增加，防止液压缸10像泵那样发挥功能而吸入主通路80a内的工作油。能够利用泵20提高主通路80a内的压力，能够将操作单向阀60b保持在开阀状态。因而，能够防止振荡现象。

此时，由负载引起的外力向使液压缸10伸长的方向进行作用，因此泵20的负载较小即可。因而，能够减小电动马达30的负载，能够减少电动马达30的消耗电力。

这样，在缸驱动装置100中，能够减少电动马达30的消耗电力，并且防止振荡现象。

由于液压缸10的收缩动作与伸长动作大致相同，因此在此省略其说明。

图10是变形例的缸驱动装置200的回路图。缸驱动装置200不具备操作单向阀60a和节流阀70a(参照图4)，主要在这一点上与缸驱动装置100不同。在缸驱动装置200中，也能够防止在进行伸长动作时产生的振荡现象。

虽省略图示，但缸驱动装置也可以是，具备操作单向阀60a和节流阀70a(参照图4)而不具备操作单向阀60b和节流阀70b。在该情况下，能够防止在进行收缩动作时产生的振荡现象。

以下，归纳说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

在本实施方式中，缸驱动装置100、200包括：电动马达30；泵20，其被电动马达30驱动，用于排出工作油；主通路80a和主通路80b，其分别连接于泵20，来自泵20的工作油被选择性地引导至该主通路80a和该主通路80b；液压缸10，其连接于主通路80a和主通路80b，利用从主通路80a和主通路80b中的一者供给的工作油进行工作并且在工作时向主通路80a和主通路80b中的另一者排出工作油；操作单向阀60b和操作单向阀60a，其设于主通路80b和主通路80a，容许工作油的从泵20朝向液压缸10的流动，另一方面，与主通路80a和主通路80b内的压力的上升相应地容许工作油的从液压缸10朝向泵20的流动；以及节流阀70b和节流阀70a，其设于主通路80b和主通路80a中的液压缸10与操作单向阀60b及操作单向阀60a之间，用于限制工作油的从液压缸10朝向操作单向阀60b和操作单向阀60a的流动，节流阀70b和节流阀70a的开口面积与从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量的上升相应地减少。

在该结构中，节流阀70b和节流阀70a的开口面积与从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量的上升相应地减少。在由负载引起的外力以不产生振荡现象的方式作用于液压缸10的情况下，从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量较少。因此，节流阀70b和节流阀70a的开口面积较大，能够减小电动马达30的负载。在由负载引起的外力以产生振荡现象的方式作用于液压缸10的情况下，从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量增加，另一方面，节流阀70b和节流阀70a的开口面积减小。能够限制主通路80b和主通路80a中的工作油的流量的增加，防止液压缸10像泵20那样发挥功能。因而，能够减少电动马达30的电力，并且防止振荡现象。

此外，在本实施方式中，节流阀70b和节流阀70a设定为，在液压缸10从主通路80a和主通路80b吸入的工作油的流量达到了泵20的最大排出流量时开口面积减小。

在该结构中，在液压缸10从主通路80a和主通路80b吸入的工作油的流量达到了泵20的最大排出流量时，节流阀70b和节流阀70a的开口面积减小。直到液压缸10从主通路80a和主通路80b吸入的工作油的流量达到泵20的最大排出流量为止，节流阀70b和节流阀70a的开口面积都较大。因而，电动马达30的负载较小，能够减少电动马达30的消耗电力。此外，在液压缸10从主通路80a和主通路80b吸入的工作油的流量达到泵20的最大排出流量时，节流阀70b和节流阀70a的开口面积减小，限制流量的增加。因而，能够防止液压缸10像泵20那样发挥功能，能够防止振荡现象。

此外，本实施方式的特征在于，节流阀70b和节流阀70a具有：第1口71a，其连接于液压缸10；第2口72a，其连接于操作单向阀60b和操作单向阀60a；流路73，其使第1口71a与第2口72a连通；阀座72f，其设于流路73；阀芯74，其设于流路73，相对于阀座72f离座/落座；弹簧75，其对阀芯74向使阀芯74自阀座72f离座的方向施力；节流孔74f，其形成于阀芯74，使第1口71a与第2口72a连通；以及节流孔74g，其形成于阀芯74，在阀芯74自阀座72f离座的状态下使第1口71a与第2口72a连通，在阀芯74落座于阀座72f的状态下阻断第1口71a与第2口72a的连通。

在该结构中，节流阀70b和节流阀70a具有节流孔74f和节流孔74g。节流孔74f始终与第1口71a和第2口72a连通，另一方面，节流孔74g在阀芯74自阀座72f离座的状态下与第1口71a和第2口72a连通，在阀芯74落座于阀座72f的状态下阻断第1口71a与第2口72a的连通。节流阀70b和节流阀70a的开口面积相当于节流孔74f的开口面积与节流孔74g的开口面积的总和，因此节流阀70b和节流阀70a的开口面积根据阀芯74的状态进行变化。由于弹簧75向使阀芯74自阀座72f离座的方向施力，因此阀芯74根据从第1口71a朝向第2口72a的工作油的流量相对于阀座72f离座/落座。因而，能够与从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量的上升相应地使节流阀70b和节流阀70a的开口面积减小。

在本实施方式中，节流孔74g的开口面积大于节流孔74f的开口面积。

在该结构中，节流孔74g的开口面积大于节流孔74f的开口面积。节流孔74g和节流孔74f这两者使第1口71a与第2口72a连通的情况下的节流阀70b和节流阀70a的开口面积与仅节流孔74f使第1口71a与第2口72a连通的情况下的节流阀70b和节流阀70a的开口面积之差较大。因而，能够与从液压缸10排出至主通路80b和主通路80a的工作油的流量的上升相应地使节流阀70b和节流阀70a的开口面积进一步减小。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示了本发明的应用例的一部分，其主旨并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

(1)上述实施方式的缸驱动装置100、200使用工作油作为工作流体，但也可以使用水、水溶液等非压缩性流体来代替工作油。

(2)在转动装置1000中，对象物W安装于臂构件2的端部2a。臂构件2也可以是转动对象物。此外，也可以使用甲板这样的板状的构件来代替臂构件2而使甲板这样的板状的构件转动。

(3)在上述实施方式的缸驱动装置100、200中，也可以使用利用先导压力来切换对于主通路80b中的工作油的流动的容许和阻断的切换阀作为操作单向阀60b。在该情况下，切换阀与主通路80b的通路部81b的压力或者主通路80a的压力的上升相应地容许主通路80b中的工作油的流动，与这两种压力的降低相应地阻断主通路80b中的工作油的流动。在缸驱动装置100中，与操作单向阀60b同样，也可以使用利用先导压力来切换对于主通路80a中的工作油的流动的容许和阻断的切换阀作为操作单向阀60a。

本申请主张基于2016年6月30日向日本国特许厅提出申请的日本特愿2016－130544的优先权，通过参照将该申请的全部内容编入本说明书。

Claims (3)

1.一种缸驱动装置，其特征在于，

该缸驱动装置包括：

电动马达；

泵，其被所述电动马达驱动，用于排出工作流体；

第1通路和第2通路，其分别连接于所述泵，来自所述泵的工作流体被选择性地引导至该第1通路和该第2通路；

流体压缸，其连接于所述第1通路和所述第2通路，利用从所述第1通路和所述第2通路中的一者供给的工作流体进行工作并且在工作时向所述第1通路和所述第2通路中的另一者排出工作流体；

工作流体箱，其与所述泵连接，补偿因所述流体压缸的工作而产生的容积变化；

控制阀，其设于所述第2通路，容许工作流体的从所述泵朝向所述流体压缸的流动，另一方面，与所述第1通路内的压力的上升相应地容许工作流体的从所述流体压缸朝向所述泵的流动；以及

节流阀，其设于所述第2通路中的所述流体压缸和所述控制阀之间，用于限制工作流体的从所述流体压缸朝向所述控制阀的流动，其中，

所述流体压缸、所述泵、所述电动马达、所述工作流体箱、所述第1通路、所述第2通路、所述控制阀和所述节流阀构成一个单元，

所述流体压缸包括：

缸；

活塞杆，其自所述缸伸出，且相对于所述缸进退自如；以及

活塞，其连结于所述活塞杆，将所述缸的内部划分为杆相反侧室和杆侧室，

所述第1通路连接于所述杆相反侧室，

所述第2通路连接于所述杆侧室，

在所述流体压缸进行工作时，在所述杆侧室和所述第2通路之间往复的工作流体的流量少于在所述杆相反侧室和所述第1通路之间往复的工作流体的流量，

所述控制阀和所述节流阀设于所述第2通路中的所述杆侧室和所述泵之间，

所述节流阀的开口面积与从所述流体压缸中的所述杆侧室排出至所述第2通路的工作流体的流量的上升相应地减少，

所述节流阀设定为，在所述流体压缸从所述第1通路吸入的工作流体的流量达到了所述泵的最大排出流量时所述开口面积减小。

2.根据权利要求1所述的缸驱动装置，其中，

随着所述活塞杆相对于所述缸的进退，作用于所述活塞杆的负载的方向发生反转。

3.根据权利要求1所述的缸驱动装置，其中，

该缸驱动装置还包括：

第2控制阀，其设于所述第1通路，容许工作流体的从所述泵朝向所述流体压缸的流动，另一方面，与所述第2通路内的压力的上升相应地容许工作流体的从所述流体压缸朝向所述泵的流动；以及

第2节流阀，其设于所述第1通路中的所述流体压缸和所述第2控制阀之间，用于限制工作流体的从所述流体压缸朝向所述第2控制阀的流动，

所述第2控制阀和所述第2节流阀与所述流体压缸、所述泵、所述电动马达、所述工作流体箱、所述第1通路、所述第2通路、所述控制阀和所述节流阀一起构成所述一个单元，

所述第2控制阀和所述第2节流阀设于所述第1通路中的所述杆相反侧室和所述泵之间，

所述第2节流阀的开口面积与从所述流体压缸中的所述杆相反侧室排出至所述第1通路的工作流体的流量的上升相应地减少。

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