流体圧駆動ユニット及び除雪ユニット
【課題】雪かきブレードの左右角度調整用など、位置保持中の外力に対しても安定的に位置保持機能を発揮することができる流体圧駆動ユニットを提供する。
【解決手段】片ロッド複動シリンダ２のボトム側ポートとオペレートチェック弁４のボトム側とを連結するボトム側管路１０ａから、片ロッド複動シリンダ２とのロッド側ポートとオペレートチェック弁４のロッド側とを連結するロッド側管路１０ｂへ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁６を設け、ロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁７を設け、ボトム側管路１０ａにタンク３からの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁８を設けた。
【解決手段】片ロッド複動シリンダ２のボトム側ポートとオペレートチェック弁４のボトム側とを連結するボトム側管路１０ａから、片ロッド複動シリンダ２とのロッド側ポートとオペレートチェック弁４のロッド側とを連結するロッド側管路１０ｂへ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁６を設け、ロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁７を設け、ボトム側管路１０ａにタンク３からの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁８を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、例えば、除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いることができるもの、及び、この流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧駆動ユニットは、電源さえあれば、簡易に流体圧の駆動力を得ることができるので、多方面に利用されるが、例えば、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整にも用いることができる。
【０００３】
その一例として、特許文献１に記載された除雪ユニットがあり、図３は、本発明の背景技術となる、この除雪ユニットを示す油圧回路図である。
【０００４】
この除雪ユニット７０は、電動モータＭで駆動される油圧ポンプ５１、除雪ユニット７０の雪かきブレード６１の垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）を行う一対の単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂ、油圧タンク５３、油圧ポンプ５１からの作動油を単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂのどちらに供給するか切り換える切換弁５４、過負荷の場合のオーバーロードリリーフ弁５５、及び、除雪ユニット７０の仕様作動圧力を設定するメインリリーフ弁５６を備えている。
【０００５】
除雪ユニット７０は、更に、油圧ポンプ５１からの作動油を雪かきブレード６１の左右角度調整側、上下調整側のどちらに供給するか切り換える切換弁６２、上下調整用の単動シリンダ６３、単動シリンダ６３の下降時に作動油を油圧タンク５３に戻すための戻し弁６４、及び、角度調整、上下調整のための操作器６５を備えている。
【０００６】
このような構成で、この除雪ユニット７０は、油圧駆動の利点を生かして、雪かきブレード６１の左右角度調整に加えて上下位置調整も行うことができる。
【０００７】
しかしながら、この除雪ユニット７０では、雪かきブレード６１の左右角度調整のために二本の単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂを用いており、コストダウン、コンパクト化のためには、一本の片ロッド複動シリンダを用いることができると良いが、そのためには、ボトム側とロッド側の作動油量の相違の処理が必要であった。
【０００８】
この一本の片ロッド複動シリンダを用いる場合のボトム側とロッド側の作動油量の相違の問題を解決するものとして、特許文献２に記載された油圧駆動ユニット（本出願人の提案によるものである。）を用いることができ、以下、この油圧駆動ユニットの基本構成と基本動作について説明する。
【０００９】
図４は、この本発明の背景技術となる流体圧駆動ユニットを示す油圧回路図である。
【００１０】
この油圧駆動ユニットＯＵは、独立して、つまり作動油を閉鎖系で循環させながら、被駆動体Ｗに油圧による駆動力を与えるため、正逆回転モータＭにより作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプＯＰと、この作動油により作動し前記駆動力を発生させる油圧アクチュエータＯＡ（ここでは、油圧シリンダ）、閉鎖空間内に作動油を貯留するタンクＯＴ、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間の作動油の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁ＯＣ、油圧ポンプＯＰとタンクＯＴとの間の正逆双方向の作動油の流れを制御する切換弁ＯＩを基本構成要素として備えている。
【００１１】
オペレートチェック弁ＯＣは、基本的に油圧ポンプＯＰから油圧アクチュエータＯＡへの作動油の流れのみを許容する一対のチェック弁ＯＣａと、それぞれチェック弁ＯＣａへの作動油圧を他のチェック弁ＯＣａへパイロットする一対のパイロットラインＯＣｂとを備えている。
【００１２】
この一対のチェック弁ＯＣａは、油圧ポンプＯＰの一方のポートと油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａとを連結する管路と、油圧ポンプＯＰの他方のポートと油圧アクチュエータＯＡのロッド側流体室ＯＡｂとを連結する管路とに、それぞれ設けられている。
【００１３】
切換弁ＯＩは、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂとの間のいずれかの管路とタンクＯＴとの間を切換断接するものである。
【００１４】
なお、以下の説明では、左右一対で配置されたチェック弁ＯＣａなどの図上左側のものを、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａに入出する作動油に関するものとしてボトム側、右側のものを、ロッド側流体室ＯＡｂに入出する作動油に関するものとしてロッド側と称することがある。同様に、油圧ポンプＯＰのポートも、左側をボトム側、右側をロッド側と称することがある。
【００１５】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵによれば、油圧ポンプＯＰが停止している状態では、オペレートチェック弁ＯＣにより、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂのいずれの側からも作動油の流出が阻止され、所定の外力に抗して油圧アクチュエータＯＡの現状静止状態が維持される。
【００１６】
油圧ポンプＯＰがボトム側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、油圧ポンプＯＰからボトム側チェック弁ＯＣａを通過してボトム側流体室ＯＡａへ作動油が供給され、同時にボトム側パイロットラインＯＣｂの作動油圧によりロッド側チェック弁ＯＣａが押し開かれ、ロッド側流体室ＯＡｂから油圧ポンプＯＰへの作動油の流出を許容し、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間を時計回りに循環する作動油の流れが生じ、油圧アクチュエータＯＡに伸び方向への駆動力が発生する。
【００１７】
この際、油圧アクチュエータＯＡが図示したような油圧シリンダの場合を考えると、この油圧シリンダのピストンの移動量に対して、ボトム側流体室ＯＡａに流入する作動油量に比べ、ロッド側流体室ＯＡｂから流出する作動油量が、このピストンのロッドの分だけ少なくなるが、より高い油圧のボトム側の作動油に押されて切換弁ＯＩがロッド側流体室ＯＡｂへの管路とタンクＯＴとの間を接続するように切り換わり、不足分の作動油がタンクＯＴから供給されるようになっている。
【００１８】
一方、油圧ポンプＯＰがロッド側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、上記と逆の作動油の循環流れが生じて、油圧アクチュエータＯＡに縮み方向への駆動力が発生し、ボトム側流体室ＯＡａから油圧ポンプＯＰへ流入する作動油が余分になるが、その余分の作動油は、上記と逆の切換弁ＯＩの作用によりボトム側流体室ＯＡａへの管路とタンクＯＴとが接続され、タンクＯＴへ戻されるようになっている。
【００１９】
なお、油圧アクチュエータＯＡである油圧シリンダのピストンの位置により、密閉されたタンクＯＴ内の作動油量が増減し、このタンクＯＴ内に封止された気体圧力が変動するが、この封止気体体積を適当なものとすることで、この気体圧力の変動が、油圧駆動ユニットＯＵの作動に影響を与えないようにしている。
【００２０】
こうして、閉鎖系であって、その作動により作動油の入出量に差がある油圧アクチュエータＯＡを用いながら、油圧駆動ユニットＯＵの機能が発揮保持されているのである。
【００２１】
この油圧駆動ユニットＯＵには、既述の基本構成要素以外に以下の付加的要素が備えられている。
【００２２】
油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂとオペレートチェック弁ＯＣのそれぞれのチェック弁ＯＣａとの間の管路には、それぞれの流体室ＯＡａ、ＯＡｂからチェック弁ＯＣａへの作動油の流れのみを絞るスローリターン弁ＳＲがそれぞれ設けられている。
【００２３】
このスローリターン弁ＳＲは、油圧ポンプＯＰの作動中に被駆動体Ｗから外力が生じた場合に発生するハンチングを防止するためのものである。
【００２４】
前記それぞれのスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ１を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。同様に、油圧ポンプＯＰとボトム側、ロッド側のチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ２を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。
【００２５】
これらのリリーフ弁ＲＶ１、ＲＶ２は、分岐元の管路に異常圧が生じた場合に過剰な作動油をタンクＯＴへ逃がすものである。
【００２６】
更に、ロッド側、ボトム側のスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、非常用手動弁ＭＶを設けた管路がタンクＯＴへ分岐しており、油圧ポンプＯＰが電源が得られず停止した場合などに、この非常用手動弁ＭＶで、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂの管路をタンクＯＴへ解放して、油圧アクチュエータＯＡを手動操作できるようにしている。
【００２７】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵは、その基本機能を良好に達成しながら、異常事態が発生した場合にも、それがユニットＯＵの破損に繋がらないようにして、安全性、信頼性、事故回避性を確保している。
【００２８】
しかしながら、この油圧駆動ユニットＯＵをそのまま、上述の除雪ユニットの雪かきブレートの左右角度調整に用いようとすると、雪かきブレートの左右角度調整をして角度保持している雪かき状態（この時、油圧ポンプＯＰは停止している。）で、多量の雪や障害物のために急激で過大な外力Ｗが作用すると、リリーフ弁ＲＶ１は高圧過剰となる一方の油室の作動油をタンクＴに戻すことができるが、その際に負圧となる他方の油室の不足する作動油をタンクＴから取り入れることはできず、油圧アクチュエータ（シリンダ）ＯＡに負圧が発生して、ピストン位置を保持できない不安定な状態となることがあるので、改善が望まれていた。
【００２９】
つまり、雪かきブレードとしては、設定された左右角度保持（ユニットＯＵは作動していない。）状態で、過大外力Ｗによって角度が変動しても、不安定にならず、変動後の左右角度保持状態を続けることが要請されるが、そのような要請には、この油圧駆動ユニットＯＵのままでは対応することができなかった。
【００３０】
この問題は、負荷あるいは角度（位置）保持中（油圧ポンプＯＰ、つまり、油圧駆動ユニットＯＵの停止中）に、油圧駆動ユニットＯＵに定格仕様以上の外力が作用した後にも、油圧ポンプＯＰを作動させることなく、安定した位置保持機能を発揮し続けることが要求される用途にも対応可能な油圧駆動ユニットが要請されているという問題であった。
【００３１】
また、この問題は、油圧を用いるものに限定されず、広く、流体圧機器に共通するものであった。
【特許文献１】米国特許第３７０６１４４号公報（図１、符号７６、８２、８８、図２）
【特許文献２】特開２００６−１３２６０４号公報（図１１、段落［０００４］〜［００２１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、雪かきブレードの左右角度調整用など、位置保持中の過大外力の回避後に対しても安定的に位置保持機能を発揮することができる流体圧駆動ユニット、及び、この流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の流体圧駆動ユニットは、独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、前記ユニットで用いられる作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプと、この作動流体により作動する片ロッド複動シリンダと、この作動流体を貯留するタンクと、前記流体圧ポンプと前記片ロッド複動シリンダとの間に介在し該両者間の作動流体の正逆双方向の流れを制御する一対のオペレートチェック弁と、前記流体圧ポンプと前記タンクとの間に介在し該両者間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁とを備え、
前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたことを特徴とする。
【００３４】
本発明の除雪ユニットは、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、上記流体圧駆動ユニットの片ロッド復動シリンダを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の流体圧駆動ユニットによれば、前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたので、位置保持中の過大外力の回避後に対しても安定的に位置保持機能を発揮することができる。
【００３６】
つまり、本ユニットによれば、位置保持中（ユニット停止中）の縮み側の過大外力に対しては、ボトム側流体室の過剰作動流体のみが、第１過負荷リリーフ弁、第２過負荷リリーフ弁を介してタンクに戻される。
【００３７】
一方、伸び側の過大外力に対しては、ロッド側流体室の過剰作動流体は、第２過負荷リリーフ弁を介してタンクに戻され、その際、ボトム側流体室に必要な作動流体は負圧防止用チェック弁を介してタンクから供給される。
【００３８】
したがって、片ロッド複動シリンダのボトム側流体室、ロッド側流体室のいずれも、外力によってピストン位置が変動した後も、負圧になることなく作動流体が充填され、安定した位置保持機能を発揮し続けることができる。
【００３９】
本発明の除雪ユニットは、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、上記流体圧駆動ユニットの片ロッド復動シリンダを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたので、上記流体圧駆動ユニットの効果が除雪ユニットとして発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００４１】
図１は、本発明の流体圧駆動ユニットの一例を示す流体圧回路図である。
【００４２】
この流体圧駆動ユニット１０は、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットの除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）など、位置（角度）保持中に大きな衝撃的外力（過大外力）が作用する場合に用いることができるものである。
【００４３】
この流体圧駆動ユニット１０は、独立して、つまり作動油を閉鎖系で循環させながら、被駆動体Ｗ（雪かきブレード）に流体圧による駆動力を与えるため、正逆回転モータＭにより作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプ１と、この作動流体により作動し前記駆動力を発生させる片ロッド複動型シリンダ２、閉鎖空間内に作動流体を貯留するタンク３、流体圧ポンプ１と片ロッド複動型シリンダ２との間の作動流体の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁４、及び、流体圧ポンプ１とタンク３との間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁５を基本構成要素として備えている。
【００４４】
これらの油圧ポンプ１、油圧シリンダ２、タンク３、オペレートチェック弁４、切換弁５の基本的な機能、相互関係は、図４で説明した背景技術の油圧駆動ユニットＯＵを構成する油圧ポンプＯＰ、油圧アクチュエータＯＡ、タンクＯＴ、オペレートチェック弁ＯＣ、切換弁ＯＩと同じであるので、重複説明を省略する。
【００４５】
なお、油圧シリンダ２の符号２ａはボトム側流体室、符号２ｂはロッド側流体室である。また、この図では、背景技術の油圧駆動ユニットＯＵに設けられていたスローリターン弁ＳＲ、非常用手動弁ＭＶ及びリリーフ弁ＲＶ２が現れていないが、これらは必要に応じて設置されるものとする。
【００４６】
また、ボトム側、ロッド側の用語については、背景技術の油圧駆動ユニットＯＵの場合と同様な使い方をする。
【００４７】
これらの基本構成に加え、この流体圧駆動ユニット１０は、上述の使用目的に適応するため、一対のオペレートチェック弁４のボトム側と片ロッド複動シリンダ２のボトム側流体室２ａ（ボトム側ポート）とを連結するボトム側管路１０ａから、一対のオペレートチェック弁４のロッド側とシリンダ２のロッド側流体室２ｂとを連結するロッド側管路１０ｂへ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁６を設け、ロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁７を設けたことを特徴とする。
【００４８】
また、この流体圧駆動ユニット１０は、ボトム側管路１０ａにタンク３からの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁８を設けたことを特徴とする。これらの特徴点について、以下説明する。
【００４９】
第１過負荷リリーフ弁６は、所定の圧力差が生じた場合、ボトム側管路１０ａからロッド側管路１０ｂへの方向のみに作動流体を逃がすものである。
【００５０】
したがって、片ロッド複動シリンダ２に縮み方向に過大外力（Ｆ１とする。）が作用した場合に、ボトム側管路１０ａの圧力がロッド側管路１０ｂの圧力より大きくなるが、その差圧が所定の設定圧より大きくなった場合、作動流体は、この第１過負荷リリーフ弁６によりロッド側管路１０ｂへ逃がされる。
【００５１】
第２過負荷リリーフ弁７はロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がすものである。そこで、上記縮み方向の過大外力により第１過負荷リリーフ弁６からロッド側管路１０ｂに流入した作動流体は、同じピストンの動きに対してボトム側流体室２ａがロッド側流体室２ｂに比べロッドの分だけ断面積が大きいため過剰となり、そのため圧力が設定圧より大きくなれば、その過剰作動流体はリリーフ弁７によりタンク３へ逃がされる。
【００５２】
この間、ボトム側管路１０ａは負圧となることがないので、負圧防止用チェック弁８を介して、タンク３から、ボトム側管路１０ａに作動流体が流入することはない。
【００５３】
一方、片ロッド複動シリンダ２に伸び方向に過大外力（Ｆ２とする。）が作用した場合、ロッド側流体室２ｂから流出する作動流体は、設定圧より大きくなれば、第２過負荷リリーフ弁７を介して、タンク３へ逃がされる。
【００５４】
この際、ボトム側流体室２ａには、オペレートチェック弁４からも、第１過負荷リリーフ弁６からも作動流体は供給されないので、負圧になるが、その際には、負圧防止用チェック弁８を介して、タンク３から、ボトム側管路１０ａに作動流体が流入する。
【００５５】
この際、ボトム側流体室２ａがロッドの断面積分だけ断面積が大きい分ボトム側管路１０ａに過剰の作動流体が必要であるが、その過剰分も含めて、負圧防止用チェック弁８を介してタンク３からボトム側管路１０ａに作動流体が流入する。
【００５６】
こうして、この第１過負荷リリーフ弁６、第２過負荷リリーフ弁７、及び、負圧防止用チェック弁８を設けた、この流体圧駆動ユニットによれば、雪かきブレードの左右角度調整用など位置保持中に過大外力を受ける場合も、片ロッド複動シリンダのボトム側流体室、ロッド側流体室のいずれも、外力によってピストン位置が変動した後も、負圧になることなく作動流体が充填され、安定した位置保持機能を発揮し続けることができる。
【００５７】
また、リリーフ弁６をボトム側管路１０ａからロッド側管路１０ｂへの作動流体を逃がすように設けたので、ロッド側管路１０ｂは構造的に負圧になることがなく、負圧防止用チェック弁８は、ボトム側管路１０ａに一か所だけ設ければ足りるようになり、その点でコストダウンを図ることができる。
【００５８】
また、この流体圧駆動ユニット１０は、第１過負荷リリーフ弁６を第２過負荷リリーフ弁７に比べてより設定圧の大きいのものとしていることを特徴とする。
【００５９】
このようにすると、片ロッド複動シリンダ２のボトム側流体室１０ａがロッド側流体室１０ｂに比べロッドの断面積分だけ断面積が大きいという、このユニット１０で用いる流体圧アクチュエータの特性に合わせて負荷保持力を分担させることができる。
【００６０】
具体的には、例えば、ボトム側流体室２ａの断面積（Ａ１とする。）：ロッド側流体室２ｂの断面積（Ａ２とする。）＝１．３：１の場合に、第１過負荷リリーフ弁６の設定圧（Ｐ１とする。）：第２過負荷リリーフ弁７の設定圧（Ｐ２とする。）＝１．５：１としている。
【００６１】
このような関係としておくと、縮み方向の外力、伸び方向の外力のいずれに対しても好適に過負荷リリーフ機能が発揮される。
【００６２】
ここで、より一般的には、Ｆ１：縮み方向の最大負荷保持荷重（外力）、Ｆ２＝伸び方向の最大負荷保持荷重（外力）とすると、以下の関係式が成立する。
【００６３】
Ｐ１＝（Ｆ１＋Ｆ２）／Ａ１ Ｐ２＝Ｆ２／Ａ２
【実施例２】
【００６４】
図２（ａ）は、図１の流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットの一例を概念的に示す流体圧回路図、（ｂ）は、図２（ａ）に比べ、上下位置調整用切換弁が上下位置調整用ポジションにある状態を示す要部図である。
【００６５】
この除雪ユニット２０は、車両ＷＨの前方に着脱可能に装着されるようになっており、その雪かきブレード１１の垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）に図１の流体圧駆動ユニット１０、より具体的には、この流体圧駆動ユニット１０の片ロッド複動シリンダ２を用いたものである。
【００６６】
加えて、この除雪ユニット２０では、雪かきブレード１１の上下位置調整も、流体圧駆動ユニット１０で行うべく、そのボトム側管路１０ａの第１過負荷リリーフ弁６を設置した部分より片ロッド複動シリンダ２側に上下位置調整用切換弁１２を設け、その一方の出力ポート１２ｂを雪かきブレード１１の上下位置調整に利用可能とした点を特徴とする。
【００６７】
つまり、この除雪ユニット２０は、切換弁１２の入力ポート１２ｃをボトム側管路１０ａの第１過負荷リリーフ弁６側に接続し、一方の出力ポート１２ａを雪かきブレード１１の上下位置調整の昇降用片ロッド単動シリンダ１３に接続し、他方の出力ポート１２ｂをボトム側管路１０ａの片ロッド複動シリンダ２側に接続したものである。
【００６８】
ここで、切換弁１２を左右角度調整用ポジション（図２（ａ）の状態）とした場合、入力ポート１２ｃと他方の出力ポート１２ｂとが連通され、一方の出力ポート１２ａは切断される。切換弁を上下位置調整用ポジション（図２（ｂ）の状態）とした場合、入力ポート１２ｃと一方の出力ポート１２ａとが連通され、他方の出力ポート１２ｂは切断される。
【００６９】
また、この除雪ユニット２０は、切換弁１２の一方の出力ポート１２ａと雪かきブレード１１の上下位置調整の昇降用片ロッド単動シリンダ１３とを接続する管路に、戻り方向の流量だけを絞る絞り弁１４を設けたものである。
【００７０】
このような構成の除雪ユニット２０によれば、切換弁１２を左右角度調整の片ロッド複動シリンダ２側（左右角度調整用ポジション）にしておけば、上下位置調整側は作動流体の移動は停止されるので、雪かきブレード１１の上下位置は保持されたままで、ポンプ１を正転あるいは逆転させることで、雪かきブレード１１の左右角度調整を行うことができる。
【００７１】
この状態で、雪かきブレード１１の上下方向に過大外力が作用した場合、チェーン１１ａを介在させた上下位置調整用の昇降用片ロッド単動シリンダ１３の支持リンク機構１１ｂにより、この過大外力が逃がされ、シリンダ１３への悪影響が回避される。
【００７２】
一方、切換弁１２を上下位置調整用の昇降用片ロッド単動シリンダ１３側（上下位置調整用ポジション）にした状態では、左右角度調整側は作動流体の移動は停止されるので、雪かきブレード１１の左右角度は保持されたままで、ポンプ１をボトム側管路１０ａに作動流体を供給するように正転させれば、雪かきブレード１１を上昇させることができる。
【００７３】
雪かきブレード１１を下降させる場合には、ポンプ１をロッド側管路１０ｂに作動流体を供給するように逆転させて、ボトム側のオペレートチェック弁４のパイロット圧を立てれば、雪かきブレード１１の自重で作動流体は絞り弁１４で絞られてタンク３にもどされ、雪かきブレード１１は、所定速度で下降する。
【００７４】
こうして、この除雪ユニット２０において、切換弁１２が左右角度調整の片ロッド複動シリンダ２側（左右角度調整用ポジション）となっている場合、流体圧駆動ユニット１０側の第１過負荷リリーフ弁６、第２過負荷リリーフ弁７、及び、負圧防止用チェック弁８は、その機能を発揮するので、流体圧駆動ユニット１０の上述の効果が、除雪ユニット２０としても発揮され、雪かきブレード１１の左右方向への過大外力の回避後に対しても、安定的な位置保持機能が発揮され、維持される。
【００７５】
なお、上下位置調整用の切換弁１２と絞り弁１４とを、図２で説明したように、バルブハウジング内に積層構造として一体化することも可能であり、その場合には、これら切換弁１２と絞り弁１４を含んだものを流体圧駆動ユニット１０Ａと称してもよい。
【００７６】
この場合、流体圧駆動ユニット１０Ａは、元の流体圧駆動ユニット１０の作用効果に加え、切換弁１２と絞り弁１４とを加えたことによる作用効果を発揮する。
【００７７】
なお、本発明の流体圧駆動ユニット及び除雪ユニットの技術的範囲は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施例の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００７８】
また、流体圧とは、油圧及び水圧など、流体を駆動力を媒介する媒体として用いるもの全般をさす意味である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の流体圧駆動ユニットは、雪かきブレードの左右角度調整用など過大の外力を受ける場合にも対応できることが要請される産業分野に、本発明の除雪ユニットは、電源を供給するだけで簡易に流体圧駆動力で除雪ユニットを作動させることが要請される産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の流体圧駆動ユニットの一例を示す流体圧回路図
【図２】（ａ）は、図１の流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットの一例を概念的に示す流体圧回路図、（ｂ）は、図２（ａ）に比べ、上下位置調整用切換弁が上下位置調整用ポジションにある状態を示す要部図
【図３】本発明の背景技術となる除雪ユニットの一例を示す油圧回路図
【図４】本発明の背景技術となる流体圧駆動ユニットの一例を示す油圧回路図
【符号の説明】
【００８１】
１ 流体圧ポンプ
２ 片ロッド複動型シリンダ
３ タンク
４ オペレートチェック弁
５ 切換弁
６ 第１過負荷リリーフ弁
７ 第２過負荷リリーフ弁
８ 負圧防止用チェック弁
１０、１０Ａ 流体圧駆動ユニット
１０ａ 一方側管路
１０ｂ 他方側管路
１１ 雪かきブレード
１２ 上下位置調整用切換弁
１２ａ 出力ポート
１３ 昇降用片ロッド単動シリンダ
２０ 除雪ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、例えば、除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いることができるもの、及び、この流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧駆動ユニットは、電源さえあれば、簡易に流体圧の駆動力を得ることができるので、多方面に利用されるが、例えば、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整にも用いることができる。
【０００３】
その一例として、特許文献１に記載された除雪ユニットがあり、図３は、本発明の背景技術となる、この除雪ユニットを示す油圧回路図である。
【０００４】
この除雪ユニット７０は、電動モータＭで駆動される油圧ポンプ５１、除雪ユニット７０の雪かきブレード６１の垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）を行う一対の単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂ、油圧タンク５３、油圧ポンプ５１からの作動油を単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂのどちらに供給するか切り換える切換弁５４、過負荷の場合のオーバーロードリリーフ弁５５、及び、除雪ユニット７０の仕様作動圧力を設定するメインリリーフ弁５６を備えている。
【０００５】
除雪ユニット７０は、更に、油圧ポンプ５１からの作動油を雪かきブレード６１の左右角度調整側、上下調整側のどちらに供給するか切り換える切換弁６２、上下調整用の単動シリンダ６３、単動シリンダ６３の下降時に作動油を油圧タンク５３に戻すための戻し弁６４、及び、角度調整、上下調整のための操作器６５を備えている。
【０００６】
このような構成で、この除雪ユニット７０は、油圧駆動の利点を生かして、雪かきブレード６１の左右角度調整に加えて上下位置調整も行うことができる。
【０００７】
しかしながら、この除雪ユニット７０では、雪かきブレード６１の左右角度調整のために二本の単動シリンダ５２Ａ、５２Ｂを用いており、コストダウン、コンパクト化のためには、一本の片ロッド複動シリンダを用いることができると良いが、そのためには、ボトム側とロッド側の作動油量の相違の処理が必要であった。
【０００８】
この一本の片ロッド複動シリンダを用いる場合のボトム側とロッド側の作動油量の相違の問題を解決するものとして、特許文献２に記載された油圧駆動ユニット（本出願人の提案によるものである。）を用いることができ、以下、この油圧駆動ユニットの基本構成と基本動作について説明する。
【０００９】
図４は、この本発明の背景技術となる流体圧駆動ユニットを示す油圧回路図である。
【００１０】
この油圧駆動ユニットＯＵは、独立して、つまり作動油を閉鎖系で循環させながら、被駆動体Ｗに油圧による駆動力を与えるため、正逆回転モータＭにより作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプＯＰと、この作動油により作動し前記駆動力を発生させる油圧アクチュエータＯＡ（ここでは、油圧シリンダ）、閉鎖空間内に作動油を貯留するタンクＯＴ、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間の作動油の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁ＯＣ、油圧ポンプＯＰとタンクＯＴとの間の正逆双方向の作動油の流れを制御する切換弁ＯＩを基本構成要素として備えている。
【００１１】
オペレートチェック弁ＯＣは、基本的に油圧ポンプＯＰから油圧アクチュエータＯＡへの作動油の流れのみを許容する一対のチェック弁ＯＣａと、それぞれチェック弁ＯＣａへの作動油圧を他のチェック弁ＯＣａへパイロットする一対のパイロットラインＯＣｂとを備えている。
【００１２】
この一対のチェック弁ＯＣａは、油圧ポンプＯＰの一方のポートと油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａとを連結する管路と、油圧ポンプＯＰの他方のポートと油圧アクチュエータＯＡのロッド側流体室ＯＡｂとを連結する管路とに、それぞれ設けられている。
【００１３】
切換弁ＯＩは、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂとの間のいずれかの管路とタンクＯＴとの間を切換断接するものである。
【００１４】
なお、以下の説明では、左右一対で配置されたチェック弁ＯＣａなどの図上左側のものを、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａに入出する作動油に関するものとしてボトム側、右側のものを、ロッド側流体室ＯＡｂに入出する作動油に関するものとしてロッド側と称することがある。同様に、油圧ポンプＯＰのポートも、左側をボトム側、右側をロッド側と称することがある。
【００１５】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵによれば、油圧ポンプＯＰが停止している状態では、オペレートチェック弁ＯＣにより、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂのいずれの側からも作動油の流出が阻止され、所定の外力に抗して油圧アクチュエータＯＡの現状静止状態が維持される。
【００１６】
油圧ポンプＯＰがボトム側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、油圧ポンプＯＰからボトム側チェック弁ＯＣａを通過してボトム側流体室ＯＡａへ作動油が供給され、同時にボトム側パイロットラインＯＣｂの作動油圧によりロッド側チェック弁ＯＣａが押し開かれ、ロッド側流体室ＯＡｂから油圧ポンプＯＰへの作動油の流出を許容し、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間を時計回りに循環する作動油の流れが生じ、油圧アクチュエータＯＡに伸び方向への駆動力が発生する。
【００１７】
この際、油圧アクチュエータＯＡが図示したような油圧シリンダの場合を考えると、この油圧シリンダのピストンの移動量に対して、ボトム側流体室ＯＡａに流入する作動油量に比べ、ロッド側流体室ＯＡｂから流出する作動油量が、このピストンのロッドの分だけ少なくなるが、より高い油圧のボトム側の作動油に押されて切換弁ＯＩがロッド側流体室ＯＡｂへの管路とタンクＯＴとの間を接続するように切り換わり、不足分の作動油がタンクＯＴから供給されるようになっている。
【００１８】
一方、油圧ポンプＯＰがロッド側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、上記と逆の作動油の循環流れが生じて、油圧アクチュエータＯＡに縮み方向への駆動力が発生し、ボトム側流体室ＯＡａから油圧ポンプＯＰへ流入する作動油が余分になるが、その余分の作動油は、上記と逆の切換弁ＯＩの作用によりボトム側流体室ＯＡａへの管路とタンクＯＴとが接続され、タンクＯＴへ戻されるようになっている。
【００１９】
なお、油圧アクチュエータＯＡである油圧シリンダのピストンの位置により、密閉されたタンクＯＴ内の作動油量が増減し、このタンクＯＴ内に封止された気体圧力が変動するが、この封止気体体積を適当なものとすることで、この気体圧力の変動が、油圧駆動ユニットＯＵの作動に影響を与えないようにしている。
【００２０】
こうして、閉鎖系であって、その作動により作動油の入出量に差がある油圧アクチュエータＯＡを用いながら、油圧駆動ユニットＯＵの機能が発揮保持されているのである。
【００２１】
この油圧駆動ユニットＯＵには、既述の基本構成要素以外に以下の付加的要素が備えられている。
【００２２】
油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂとオペレートチェック弁ＯＣのそれぞれのチェック弁ＯＣａとの間の管路には、それぞれの流体室ＯＡａ、ＯＡｂからチェック弁ＯＣａへの作動油の流れのみを絞るスローリターン弁ＳＲがそれぞれ設けられている。
【００２３】
このスローリターン弁ＳＲは、油圧ポンプＯＰの作動中に被駆動体Ｗから外力が生じた場合に発生するハンチングを防止するためのものである。
【００２４】
前記それぞれのスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ１を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。同様に、油圧ポンプＯＰとボトム側、ロッド側のチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ２を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。
【００２５】
これらのリリーフ弁ＲＶ１、ＲＶ２は、分岐元の管路に異常圧が生じた場合に過剰な作動油をタンクＯＴへ逃がすものである。
【００２６】
更に、ロッド側、ボトム側のスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、非常用手動弁ＭＶを設けた管路がタンクＯＴへ分岐しており、油圧ポンプＯＰが電源が得られず停止した場合などに、この非常用手動弁ＭＶで、油圧アクチュエータＯＡのボトム側流体室ＯＡａ、ロッド側流体室ＯＡｂの管路をタンクＯＴへ解放して、油圧アクチュエータＯＡを手動操作できるようにしている。
【００２７】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵは、その基本機能を良好に達成しながら、異常事態が発生した場合にも、それがユニットＯＵの破損に繋がらないようにして、安全性、信頼性、事故回避性を確保している。
【００２８】
しかしながら、この油圧駆動ユニットＯＵをそのまま、上述の除雪ユニットの雪かきブレートの左右角度調整に用いようとすると、雪かきブレートの左右角度調整をして角度保持している雪かき状態（この時、油圧ポンプＯＰは停止している。）で、多量の雪や障害物のために急激で過大な外力Ｗが作用すると、リリーフ弁ＲＶ１は高圧過剰となる一方の油室の作動油をタンクＴに戻すことができるが、その際に負圧となる他方の油室の不足する作動油をタンクＴから取り入れることはできず、油圧アクチュエータ（シリンダ）ＯＡに負圧が発生して、ピストン位置を保持できない不安定な状態となることがあるので、改善が望まれていた。
【００２９】
つまり、雪かきブレードとしては、設定された左右角度保持（ユニットＯＵは作動していない。）状態で、過大外力Ｗによって角度が変動しても、不安定にならず、変動後の左右角度保持状態を続けることが要請されるが、そのような要請には、この油圧駆動ユニットＯＵのままでは対応することができなかった。
【００３０】
この問題は、負荷あるいは角度（位置）保持中（油圧ポンプＯＰ、つまり、油圧駆動ユニットＯＵの停止中）に、油圧駆動ユニットＯＵに定格仕様以上の外力が作用した後にも、油圧ポンプＯＰを作動させることなく、安定した位置保持機能を発揮し続けることが要求される用途にも対応可能な油圧駆動ユニットが要請されているという問題であった。
【００３１】
また、この問題は、油圧を用いるものに限定されず、広く、流体圧機器に共通するものであった。
【特許文献１】米国特許第３７０６１４４号公報（図１、符号７６、８２、８８、図２）
【特許文献２】特開２００６−１３２６０４号公報（図１１、段落［０００４］〜［００２１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、雪かきブレードの左右角度調整用など、位置保持中の過大外力の回避後に対しても安定的に位置保持機能を発揮することができる流体圧駆動ユニット、及び、この流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の流体圧駆動ユニットは、独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、前記ユニットで用いられる作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプと、この作動流体により作動する片ロッド複動シリンダと、この作動流体を貯留するタンクと、前記流体圧ポンプと前記片ロッド複動シリンダとの間に介在し該両者間の作動流体の正逆双方向の流れを制御する一対のオペレートチェック弁と、前記流体圧ポンプと前記タンクとの間に介在し該両者間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁とを備え、
前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたことを特徴とする。
【００３４】
本発明の除雪ユニットは、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、上記流体圧駆動ユニットの片ロッド復動シリンダを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の流体圧駆動ユニットによれば、前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたので、位置保持中の過大外力の回避後に対しても安定的に位置保持機能を発揮することができる。
【００３６】
つまり、本ユニットによれば、位置保持中（ユニット停止中）の縮み側の過大外力に対しては、ボトム側流体室の過剰作動流体のみが、第１過負荷リリーフ弁、第２過負荷リリーフ弁を介してタンクに戻される。
【００３７】
一方、伸び側の過大外力に対しては、ロッド側流体室の過剰作動流体は、第２過負荷リリーフ弁を介してタンクに戻され、その際、ボトム側流体室に必要な作動流体は負圧防止用チェック弁を介してタンクから供給される。
【００３８】
したがって、片ロッド複動シリンダのボトム側流体室、ロッド側流体室のいずれも、外力によってピストン位置が変動した後も、負圧になることなく作動流体が充填され、安定した位置保持機能を発揮し続けることができる。
【００３９】
本発明の除雪ユニットは、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、上記流体圧駆動ユニットの片ロッド復動シリンダを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたので、上記流体圧駆動ユニットの効果が除雪ユニットとして発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００４１】
図１は、本発明の流体圧駆動ユニットの一例を示す流体圧回路図である。
【００４２】
この流体圧駆動ユニット１０は、車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットの除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）など、位置（角度）保持中に大きな衝撃的外力（過大外力）が作用する場合に用いることができるものである。
【００４３】
この流体圧駆動ユニット１０は、独立して、つまり作動油を閉鎖系で循環させながら、被駆動体Ｗ（雪かきブレード）に流体圧による駆動力を与えるため、正逆回転モータＭにより作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプ１と、この作動流体により作動し前記駆動力を発生させる片ロッド複動型シリンダ２、閉鎖空間内に作動流体を貯留するタンク３、流体圧ポンプ１と片ロッド複動型シリンダ２との間の作動流体の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁４、及び、流体圧ポンプ１とタンク３との間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁５を基本構成要素として備えている。
【００４４】
これらの油圧ポンプ１、油圧シリンダ２、タンク３、オペレートチェック弁４、切換弁５の基本的な機能、相互関係は、図４で説明した背景技術の油圧駆動ユニットＯＵを構成する油圧ポンプＯＰ、油圧アクチュエータＯＡ、タンクＯＴ、オペレートチェック弁ＯＣ、切換弁ＯＩと同じであるので、重複説明を省略する。
【００４５】
なお、油圧シリンダ２の符号２ａはボトム側流体室、符号２ｂはロッド側流体室である。また、この図では、背景技術の油圧駆動ユニットＯＵに設けられていたスローリターン弁ＳＲ、非常用手動弁ＭＶ及びリリーフ弁ＲＶ２が現れていないが、これらは必要に応じて設置されるものとする。
【００４６】
また、ボトム側、ロッド側の用語については、背景技術の油圧駆動ユニットＯＵの場合と同様な使い方をする。
【００４７】
これらの基本構成に加え、この流体圧駆動ユニット１０は、上述の使用目的に適応するため、一対のオペレートチェック弁４のボトム側と片ロッド複動シリンダ２のボトム側流体室２ａ（ボトム側ポート）とを連結するボトム側管路１０ａから、一対のオペレートチェック弁４のロッド側とシリンダ２のロッド側流体室２ｂとを連結するロッド側管路１０ｂへ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁６を設け、ロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁７を設けたことを特徴とする。
【００４８】
また、この流体圧駆動ユニット１０は、ボトム側管路１０ａにタンク３からの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁８を設けたことを特徴とする。これらの特徴点について、以下説明する。
【００４９】
第１過負荷リリーフ弁６は、所定の圧力差が生じた場合、ボトム側管路１０ａからロッド側管路１０ｂへの方向のみに作動流体を逃がすものである。
【００５０】
したがって、片ロッド複動シリンダ２に縮み方向に過大外力（Ｆ１とする。）が作用した場合に、ボトム側管路１０ａの圧力がロッド側管路１０ｂの圧力より大きくなるが、その差圧が所定の設定圧より大きくなった場合、作動流体は、この第１過負荷リリーフ弁６によりロッド側管路１０ｂへ逃がされる。
【００５１】
第２過負荷リリーフ弁７はロッド側管路１０ｂからタンク３へ作動流体を逃がすものである。そこで、上記縮み方向の過大外力により第１過負荷リリーフ弁６からロッド側管路１０ｂに流入した作動流体は、同じピストンの動きに対してボトム側流体室２ａがロッド側流体室２ｂに比べロッドの分だけ断面積が大きいため過剰となり、そのため圧力が設定圧より大きくなれば、その過剰作動流体はリリーフ弁７によりタンク３へ逃がされる。
【００５２】
この間、ボトム側管路１０ａは負圧となることがないので、負圧防止用チェック弁８を介して、タンク３から、ボトム側管路１０ａに作動流体が流入することはない。
【００５３】
一方、片ロッド複動シリンダ２に伸び方向に過大外力（Ｆ２とする。）が作用した場合、ロッド側流体室２ｂから流出する作動流体は、設定圧より大きくなれば、第２過負荷リリーフ弁７を介して、タンク３へ逃がされる。
【００５４】
この際、ボトム側流体室２ａには、オペレートチェック弁４からも、第１過負荷リリーフ弁６からも作動流体は供給されないので、負圧になるが、その際には、負圧防止用チェック弁８を介して、タンク３から、ボトム側管路１０ａに作動流体が流入する。
【００５５】
この際、ボトム側流体室２ａがロッドの断面積分だけ断面積が大きい分ボトム側管路１０ａに過剰の作動流体が必要であるが、その過剰分も含めて、負圧防止用チェック弁８を介してタンク３からボトム側管路１０ａに作動流体が流入する。
【００５６】
こうして、この第１過負荷リリーフ弁６、第２過負荷リリーフ弁７、及び、負圧防止用チェック弁８を設けた、この流体圧駆動ユニットによれば、雪かきブレードの左右角度調整用など位置保持中に過大外力を受ける場合も、片ロッド複動シリンダのボトム側流体室、ロッド側流体室のいずれも、外力によってピストン位置が変動した後も、負圧になることなく作動流体が充填され、安定した位置保持機能を発揮し続けることができる。
【００５７】
また、リリーフ弁６をボトム側管路１０ａからロッド側管路１０ｂへの作動流体を逃がすように設けたので、ロッド側管路１０ｂは構造的に負圧になることがなく、負圧防止用チェック弁８は、ボトム側管路１０ａに一か所だけ設ければ足りるようになり、その点でコストダウンを図ることができる。
【００５８】
また、この流体圧駆動ユニット１０は、第１過負荷リリーフ弁６を第２過負荷リリーフ弁７に比べてより設定圧の大きいのものとしていることを特徴とする。
【００５９】
このようにすると、片ロッド複動シリンダ２のボトム側流体室１０ａがロッド側流体室１０ｂに比べロッドの断面積分だけ断面積が大きいという、このユニット１０で用いる流体圧アクチュエータの特性に合わせて負荷保持力を分担させることができる。
【００６０】
具体的には、例えば、ボトム側流体室２ａの断面積（Ａ１とする。）：ロッド側流体室２ｂの断面積（Ａ２とする。）＝１．３：１の場合に、第１過負荷リリーフ弁６の設定圧（Ｐ１とする。）：第２過負荷リリーフ弁７の設定圧（Ｐ２とする。）＝１．５：１としている。
【００６１】
このような関係としておくと、縮み方向の外力、伸び方向の外力のいずれに対しても好適に過負荷リリーフ機能が発揮される。
【００６２】
ここで、より一般的には、Ｆ１：縮み方向の最大負荷保持荷重（外力）、Ｆ２＝伸び方向の最大負荷保持荷重（外力）とすると、以下の関係式が成立する。
【００６３】
Ｐ１＝（Ｆ１＋Ｆ２）／Ａ１ Ｐ２＝Ｆ２／Ａ２
【実施例２】
【００６４】
図２（ａ）は、図１の流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットの一例を概念的に示す流体圧回路図、（ｂ）は、図２（ａ）に比べ、上下位置調整用切換弁が上下位置調整用ポジションにある状態を示す要部図である。
【００６５】
この除雪ユニット２０は、車両ＷＨの前方に着脱可能に装着されるようになっており、その雪かきブレード１１の垂直軸回りの角度調整（左右角度調整）に図１の流体圧駆動ユニット１０、より具体的には、この流体圧駆動ユニット１０の片ロッド複動シリンダ２を用いたものである。
【００６６】
加えて、この除雪ユニット２０では、雪かきブレード１１の上下位置調整も、流体圧駆動ユニット１０で行うべく、そのボトム側管路１０ａの第１過負荷リリーフ弁６を設置した部分より片ロッド複動シリンダ２側に上下位置調整用切換弁１２を設け、その一方の出力ポート１２ｂを雪かきブレード１１の上下位置調整に利用可能とした点を特徴とする。
【００６７】
つまり、この除雪ユニット２０は、切換弁１２の入力ポート１２ｃをボトム側管路１０ａの第１過負荷リリーフ弁６側に接続し、一方の出力ポート１２ａを雪かきブレード１１の上下位置調整の昇降用片ロッド単動シリンダ１３に接続し、他方の出力ポート１２ｂをボトム側管路１０ａの片ロッド複動シリンダ２側に接続したものである。
【００６８】
ここで、切換弁１２を左右角度調整用ポジション（図２（ａ）の状態）とした場合、入力ポート１２ｃと他方の出力ポート１２ｂとが連通され、一方の出力ポート１２ａは切断される。切換弁を上下位置調整用ポジション（図２（ｂ）の状態）とした場合、入力ポート１２ｃと一方の出力ポート１２ａとが連通され、他方の出力ポート１２ｂは切断される。
【００６９】
また、この除雪ユニット２０は、切換弁１２の一方の出力ポート１２ａと雪かきブレード１１の上下位置調整の昇降用片ロッド単動シリンダ１３とを接続する管路に、戻り方向の流量だけを絞る絞り弁１４を設けたものである。
【００７０】
このような構成の除雪ユニット２０によれば、切換弁１２を左右角度調整の片ロッド複動シリンダ２側（左右角度調整用ポジション）にしておけば、上下位置調整側は作動流体の移動は停止されるので、雪かきブレード１１の上下位置は保持されたままで、ポンプ１を正転あるいは逆転させることで、雪かきブレード１１の左右角度調整を行うことができる。
【００７１】
この状態で、雪かきブレード１１の上下方向に過大外力が作用した場合、チェーン１１ａを介在させた上下位置調整用の昇降用片ロッド単動シリンダ１３の支持リンク機構１１ｂにより、この過大外力が逃がされ、シリンダ１３への悪影響が回避される。
【００７２】
一方、切換弁１２を上下位置調整用の昇降用片ロッド単動シリンダ１３側（上下位置調整用ポジション）にした状態では、左右角度調整側は作動流体の移動は停止されるので、雪かきブレード１１の左右角度は保持されたままで、ポンプ１をボトム側管路１０ａに作動流体を供給するように正転させれば、雪かきブレード１１を上昇させることができる。
【００７３】
雪かきブレード１１を下降させる場合には、ポンプ１をロッド側管路１０ｂに作動流体を供給するように逆転させて、ボトム側のオペレートチェック弁４のパイロット圧を立てれば、雪かきブレード１１の自重で作動流体は絞り弁１４で絞られてタンク３にもどされ、雪かきブレード１１は、所定速度で下降する。
【００７４】
こうして、この除雪ユニット２０において、切換弁１２が左右角度調整の片ロッド複動シリンダ２側（左右角度調整用ポジション）となっている場合、流体圧駆動ユニット１０側の第１過負荷リリーフ弁６、第２過負荷リリーフ弁７、及び、負圧防止用チェック弁８は、その機能を発揮するので、流体圧駆動ユニット１０の上述の効果が、除雪ユニット２０としても発揮され、雪かきブレード１１の左右方向への過大外力の回避後に対しても、安定的な位置保持機能が発揮され、維持される。
【００７５】
なお、上下位置調整用の切換弁１２と絞り弁１４とを、図２で説明したように、バルブハウジング内に積層構造として一体化することも可能であり、その場合には、これら切換弁１２と絞り弁１４を含んだものを流体圧駆動ユニット１０Ａと称してもよい。
【００７６】
この場合、流体圧駆動ユニット１０Ａは、元の流体圧駆動ユニット１０の作用効果に加え、切換弁１２と絞り弁１４とを加えたことによる作用効果を発揮する。
【００７７】
なお、本発明の流体圧駆動ユニット及び除雪ユニットの技術的範囲は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施例の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００７８】
また、流体圧とは、油圧及び水圧など、流体を駆動力を媒介する媒体として用いるもの全般をさす意味である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の流体圧駆動ユニットは、雪かきブレードの左右角度調整用など過大の外力を受ける場合にも対応できることが要請される産業分野に、本発明の除雪ユニットは、電源を供給するだけで簡易に流体圧駆動力で除雪ユニットを作動させることが要請される産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の流体圧駆動ユニットの一例を示す流体圧回路図
【図２】（ａ）は、図１の流体圧駆動ユニットを用いた除雪ユニットの一例を概念的に示す流体圧回路図、（ｂ）は、図２（ａ）に比べ、上下位置調整用切換弁が上下位置調整用ポジションにある状態を示す要部図
【図３】本発明の背景技術となる除雪ユニットの一例を示す油圧回路図
【図４】本発明の背景技術となる流体圧駆動ユニットの一例を示す油圧回路図
【符号の説明】
【００８１】
１ 流体圧ポンプ
２ 片ロッド複動型シリンダ
３ タンク
４ オペレートチェック弁
５ 切換弁
６ 第１過負荷リリーフ弁
７ 第２過負荷リリーフ弁
８ 負圧防止用チェック弁
１０、１０Ａ 流体圧駆動ユニット
１０ａ 一方側管路
１０ｂ 他方側管路
１１ 雪かきブレード
１２ 上下位置調整用切換弁
１２ａ 出力ポート
１３ 昇降用片ロッド単動シリンダ
２０ 除雪ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、
前記ユニットで用いられる作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプと、この作動流体により作動する片ロッド複動シリンダと、この作動流体を貯留するタンクと、前記流体圧ポンプと前記片ロッド複動シリンダとの間に介在し該両者間の作動流体の正逆双方向の流れを制御する一対のオペレートチェック弁と、前記流体圧ポンプと前記タンクとの間に介在し該両者間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁とを備え、
前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、
前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたことを特徴とする流体圧駆動ユニット。
【請求項２】
第１過負荷リリーフ弁を第２過負荷リリーフ弁に比べてより設定圧の大きいものとしたことを特徴とする請求項１記載の流体圧駆動ユニット。
【請求項３】
車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、
請求項１または２記載の流体圧駆動ユニットの流体圧アクチュエータを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたことを特徴とする除雪ユニット。
【請求項４】
ボトム側管路の第１過負荷リリーフ弁と片ロッド複動シリンダとの間に上下位置調整用切換弁を設け、この上下位置調整用切換弁の一方の出力ポートを雪かきブレードの上下位置調整に利用可能としたことを特徴とする請求項３記載の除雪ユニット。
【請求項１】
独立して被駆動体に流体圧による駆動力を与える流体圧駆動ユニットであって、
前記ユニットで用いられる作動流体を正逆双方向に圧送する流体圧ポンプと、この作動流体により作動する片ロッド複動シリンダと、この作動流体を貯留するタンクと、前記流体圧ポンプと前記片ロッド複動シリンダとの間に介在し該両者間の作動流体の正逆双方向の流れを制御する一対のオペレートチェック弁と、前記流体圧ポンプと前記タンクとの間に介在し該両者間の正逆双方向の作動流体の流れを制御する切換弁とを備え、
前記片ロッド複動シリンダのボトム側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ボトム側ポートに対応したボトム側オペレートチェック弁とを連結するボトム側管路から、前記片ロッド複動シリンダのロッド側ポートと前記一対のオペレートチェック弁の前記ロッド側ポートに対応したロッド側オペレートチェック弁とを連結するロッド側管路へ作動流体を逃がす第１過負荷リリーフ弁を設け、前記ロッド側管路から前記タンクへ作動流体を逃がす第２過負荷リリーフ弁を設け、
前記ボトム側管路に前記タンクからの作動流体の流入を許容する負圧防止用チェック弁を設けたことを特徴とする流体圧駆動ユニット。
【請求項２】
第１過負荷リリーフ弁を第２過負荷リリーフ弁に比べてより設定圧の大きいものとしたことを特徴とする請求項１記載の流体圧駆動ユニット。
【請求項３】
車両の前方に着脱可能に装着される除雪ユニットであって、
請求項１または２記載の流体圧駆動ユニットの流体圧アクチュエータを、前記除雪ユニットの雪かきブレードの垂直軸回りの角度調整に用いたことを特徴とする除雪ユニット。
【請求項４】
ボトム側管路の第１過負荷リリーフ弁と片ロッド複動シリンダとの間に上下位置調整用切換弁を設け、この上下位置調整用切換弁の一方の出力ポートを雪かきブレードの上下位置調整に利用可能としたことを特徴とする請求項３記載の除雪ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２６７５７５（Ｐ２００８−２６７５７５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１４９６０（Ｐ２００７−１１４９６０）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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