WO2014034510A1 - アクチュエータ - Google Patents

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WO2014034510A1
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side chamber
piston
actuator
pressure
passage
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PCT/JP2013/072361
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貴之 小川
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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    • Y10S60/00—Power plants
    • Y10S60/911—Fluid motor system incorporating electrical system

Definitions

  • the present invention relates to an actuator.
  • the actuator for example, one that is interposed between the vehicle body and the carriage is known in order to suppress vibration in the lateral direction with respect to the traveling direction of the vehicle body of the railway vehicle.
  • the actuator includes, for example, a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder, a rod that is inserted into the cylinder and connected to the piston, a rod side chamber and a piston that are partitioned by the piston in the cylinder.
  • a first opening / closing valve provided in the middle of the first passage communicating the side chamber, the tank, the rod side chamber and the piston side chamber, and a second opening / closing valve provided in the middle of the second passage communicating the piston side chamber and the tank;
  • a pump that supplies liquid to the rod side chamber, a motor that drives the pump, a discharge passage that connects the rod side chamber to the tank, and a variable relief valve provided in the middle of the discharge passage. .
  • the direction of thrust to be output can be determined by appropriately opening and closing the first on-off valve and the second on-off valve. Then, a desired amount of thrust is desired by controlling the pressure in the cylinder by adjusting the relief pressure of the variable relief valve while supplying a constant flow rate into the cylinder by rotating the pump at a constant speed with a motor. It is possible to output in the direction.
  • the actuator suppresses the lateral vibration of the vehicle body of a railway vehicle
  • the acceleration in the lateral direction of the vehicle body is detected by the acceleration sensor and the thrust that antagonizes the detected acceleration is output by the actuator
  • Vibration can be suppressed.
  • the thrust output by the actuator may become very large due to the effects of noise and drift input to the acceleration sensor.
  • the vehicle body is supported by the carriage via an air spring or the like.
  • the air spring attempts to return the vehicle body to the center. Is generated.
  • the actuator outputs a large thrust in the direction of returning the vehicle body to the neutral position due to the influence of the noise and drift described above. Since the air spring also generates a reaction force in the same direction, the force to return the vehicle body to the neutral position becomes excessive, and the vehicle body may move past the neutral position to the reverse side, making it difficult for the vibration of the vehicle body to converge. is there.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an actuator that can stably suppress vibration of a vibration-controlled object.
  • an actuator includes a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder, a rod that is inserted into the cylinder and coupled to the piston, Rod side chamber and piston side chamber defined by the piston, a tank, a first pump capable of supplying liquid to the rod side chamber, a second pump capable of supplying liquid to the piston side chamber, the rod side chamber, and the A first control passage communicating with the tank; a second control passage communicating between the piston side chamber and the tank; and provided in the middle of the first control passage, and when the pressure in the rod side chamber reaches the valve opening pressure
  • a first variable relief valve capable of changing the valve opening pressure to open and permit the flow of liquid from the rod side chamber toward the tank; and provided in the middle of the second control passage
  • a second variable relief valve capable of changing the valve opening pressure that opens when the pressure in the piston side chamber reaches the valve opening pressure and allows the flow of liquid from the piston side chamber toward the tank; and
  • An actuator comprising a center passage communicating with the inside of the cylinder is provided.
  • FIG. 1 is a schematic view of an actuator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the actuator according to the embodiment of the present invention is interposed between the vibration-controlled object and the vibration input side portion.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the actuator according to the embodiment of the present invention exerts thrust and a state where the actuator does not exhibit thrust.
  • FIG. 4 is a diagram showing trajectories of relative displacement and relative velocity between a vibration-controlled object to which the actuator according to the embodiment of the present invention is applied and a vibration input side portion.
  • the actuator 1 includes a cylinder 2, a piston 3 that is slidably inserted into the cylinder 2, a rod 4 that is inserted into the cylinder 2 and connected to the piston 3, and the cylinder 2
  • a first control passage 10 that communicates the rod side chamber 5 and the tank 7, a second control passage 11 that communicates the piston side chamber 6 and the tank 7, and a pressure in the rod side chamber 5 provided in the middle of the first control passage 10.
  • Piston side The second variable relief valve 14 which can be opened when the pressure of 6 reaches the valve opening pressure and can change the valve opening pressure allowing the flow of liquid from the piston side chamber 6 to the tank 7.
  • a center passage 16 communicating with each other.
  • the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 are filled with a liquid such as hydraulic oil, and the tank 7 is filled with a gas in addition to the liquid.
  • the tank 7 need not be in a pressurized state by compressing and filling the gas, but may be pressurized.
  • the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 are adjusted, and the rod pressure is adjusted to the pressure in the rod side chamber 5.
  • the pressure in the piston side chamber 6 is greater than the resultant force of the force obtained by multiplying the area of the piston 3 facing the side chamber 5 (rod side pressure receiving area) and the force obtained by multiplying the cross-sectional area of the rod 4 by the pressure outside the actuator 1.
  • the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 are adjusted to obtain the pressure in the rod side chamber 5.
  • the actuator 1 can exert a thrust in the contraction direction according to the pressure difference between the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6.
  • the cylinder 2 has a cylindrical shape, one end is closed by a lid 17, and an annular rod guide 18 is attached to the other end.
  • the rod 4 is slidably inserted into the rod guide 18.
  • the rod 4 has one end protruding out of the cylinder 2 and the other end connected to a piston 3 that is also slidably inserted into the cylinder 2.
  • the space between the outer periphery of the rod 4 and the rod guide 8 is sealed by a seal member (not shown), whereby the cylinder 2 is hermetically sealed.
  • the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 partitioned by the piston 3 in the cylinder 2 are filled with hydraulic oil as a liquid.
  • the end of the rod 4 that protrudes outside the cylinder 2 and the lid 17 that closes one end of the cylinder 2 include a mounting portion (not shown), and the actuator 1 is subject to vibration suppression, for example, railway It can be interposed between the vehicle body and the carriage.
  • the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 are communicated with each other by an extension side relief passage 19 and a pressure side relief passage 20 provided in the piston 3.
  • an extension side relief passage 19 In the middle of the extension side relief passage 19, when the pressure in the rod side chamber 5 exceeds the pressure in the piston side chamber 6 by a predetermined amount, the valve opens to open the extension side relief passage 19, and the pressure in the rod side chamber 5 is transferred to the piston side chamber 6.
  • An extension side relief valve 21 is provided for relief.
  • the valve is opened to open the pressure side relief passage 20, and the pressure in the piston side chamber 6 is transferred to the rod side chamber 5.
  • a pressure relief valve 22 is provided for relief. Installation of the extension side relief valve 21 and the pressure side relief valve 22 is optional, but by providing these, the pressure in the cylinder 2 can be prevented from becoming excessive, and the actuator 1 can be protected.
  • a first variable relief valve 12 and a first check valve 13 are provided in parallel in the middle of the first control passage 10 that communicates the rod side chamber 5 and the tank 7.
  • the first control passage 10 includes a main passage 10a and a branch passage 10b that branches off from the main passage 10a and comes together with the main passage 10a again.
  • the first control passage 10 is composed of a main passage 10a and a branch passage 10b branched from the main passage 10a.
  • the first control passage 10 may be composed of two independent passages. .
  • the first variable relief valve 12 includes a valve body 12a provided in the middle of the main passage 10a of the first control passage 10, a spring 12b for urging the valve body 12a so as to block the main passage 10a, and a spring 12b when energized. And a proportional solenoid 12c that generates a thrust that counteracts the urging force, and the valve opening pressure can be adjusted by adjusting the amount of current flowing through the proportional solenoid 12c.
  • the pressure of the rod side chamber 5 increases, and the resultant force of the thrust due to the pressure that pushes the valve body 12a in the direction to open the first control passage 10 and the thrust by the proportional solenoid 12c is:
  • the valve body 12a is retracted to open the first control passage 10, and the rod side chamber 5 moves toward the tank 7.
  • the liquid is allowed to move.
  • the first variable relief valve 12 does not open for the flow of liquid from the tank 7 toward the rod side chamber 5, and the flow of the liquid is blocked.
  • the thrust generated by the proportional solenoid 12c can be increased by increasing the amount of current supplied to the proportional solenoid 12c. Therefore, when the amount of current supplied to the proportional solenoid 12c is maximized, the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 is minimized, and conversely, when no current is supplied to the proportional solenoid 12c, the valve opening pressure is maximized. .
  • the first check valve 13 is provided in the middle of the branch passage 10 b of the first control passage 10.
  • the first check valve 13 allows only the flow of liquid from the tank 7 toward the rod side chamber 5 and blocks the flow in the opposite direction.
  • a second variable relief valve 14 and a second check valve 15 are provided in parallel in the middle of the second control passage 11 that communicates the piston side chamber 6 and the tank 7.
  • the second control passage 11 includes a main passage 11a and a branch passage 11b that branches off from the main passage 11a and comes together with the main passage 11a again.
  • the second control passage 11 is composed of a main passage 11a and a branch passage 11b branched from the main passage 11a.
  • the second control passage 11 may be composed of two independent passages.
  • the second variable relief valve 14 includes a valve body 14a provided in the middle of the main passage 11a of the second control passage 11, a spring 14b for urging the valve body 14a so as to block the main passage 11a, and a spring 14b when energized. And a proportional solenoid 14c that generates a thrust force that counteracts the urging force.
  • the valve opening pressure can be adjusted by adjusting the amount of current flowing through the proportional solenoid 14c.
  • the pressure of the piston side chamber 6 increases, and the resultant force of the thrust due to the pressure that pushes the valve body 14 a in the direction to open the second control passage 11 and the thrust by the proportional solenoid 14 c is
  • the valve body 14a is retracted to open the second control passage 11 and head from the piston side chamber 6 to the tank 7.
  • the liquid is allowed to move.
  • the second variable relief valve 14 is not opened for the flow of liquid from the tank 7 toward the piston side chamber 6, and the flow of the liquid is blocked.
  • the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 is minimized, and conversely, when no current is supplied to the proportional solenoid 14c, the valve opening pressure is maximized.
  • the second check valve 15 is provided in the middle of the branch passage 11 b of the second control passage 11.
  • the second check valve 15 allows only the flow of liquid from the tank 7 toward the piston side chamber 6 and blocks the flow in the opposite direction.
  • the first pump 8 and the second pump 9 are pumps that suck up and discharge liquid from the tank 7, and are driven by the motor 23 in this embodiment.
  • the discharge port communicates with the rod side chamber 5 through the supply passage 24 and is driven by the motor 23, the first pump 8 sucks liquid from the tank 7 and supplies the liquid to the rod side chamber 5.
  • the second pump 9 communicates with the piston side chamber 6 through the supply passage 25 and is driven by the motor 23 to suck the liquid from the tank 7 and supply the liquid to the piston side chamber 6.
  • the first pump 8 and the second pump 9 discharge liquid only in one direction and there is no rotation direction switching operation, so there is no problem that the discharge amount changes at the time of rotation switching, and the cost is low.
  • a simple gear pump or the like can be used.
  • the rotation directions of the first pump 8 and the second pump 9 are always the same, they can be tandem pumps. Therefore, the drive source for driving the first pump 8 and the second pump 9 can be a single motor 23. Also, the motor 23 only needs to rotate in one direction, and therefore, high responsiveness to rotation switching is required. Instead, an inexpensive one can be used.
  • check valves 26 and 27 for preventing a back flow of liquid from the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 to the first pump 8 and the second pump 9 are provided.
  • a through hole 2 a that communicates the inside and outside of the cylinder 2 is provided at a position facing the piston 3 of the cylinder 2, in this case, in the center of the cylinder 2.
  • the through hole 2 a communicates with the tank 7 through the center passage 16, whereby the inside of the cylinder 2 and the tank 7 communicate with each other.
  • the neutral position of the piston 3 is not necessarily limited to the center of the cylinder 2 and can be set arbitrarily. In the present embodiment, the position where the through hole 2 a is made in the cylinder 2 is made to coincide with the stroke center of the piston 3. Accordingly, the inside of the cylinder 2 communicates with the tank 7 through the center passage 16 except when the through hole 2a is closed facing the piston 3.
  • the on-off valve 28 includes a valve body 29 having a communication position 29a for opening the center passage 16 and a blocking position 29b for blocking the center passage 16, a spring 30 for biasing the valve body 29 to be positioned at the blocking position 29b, And a solenoid 31 that switches the valve body 29 to the communication position 29a against the biasing force of the spring 30 when energized.
  • the on-off valve 28 may be an on-off valve that is not electromagnetic but may be manually opened and closed.
  • the actuator 1 liquid is supplied from the first pump 8 and the second pump 9 to the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6, respectively, and the pressure in the rod side chamber 5 is changed to the first variable relief valve. 12, the pressure in the piston side chamber 6 can be adjusted by the second variable relief valve 14. Therefore, by adjusting the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 to adjust the pressure difference between the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6, the actuator 1 The direction and magnitude of the thrust can be controlled.
  • liquid is supplied from the first pump 8 and the second pump 9 to the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 respectively, while the first variable relief valve 12
  • the valve opening pressure and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 are adjusted.
  • the piston 3 receives the pressure of the rod side chamber 5 at the annular surface facing the rod side chamber 5, the force obtained by multiplying the pressure of the rod side chamber 5 by the rod side pressure receiving area which is the area of the annular surface, and the rod 4
  • the resultant force (the rod side force) with the force obtained by multiplying the cross-sectional area by the pressure outside the actuator 1 acts in the direction in which the actuator 1 contracts.
  • the piston 3 receives the pressure of the piston side chamber 6 at the surface facing the piston side chamber 6, a force (piston side force) obtained by multiplying the pressure of the piston side chamber 6 by the piston side pressure receiving area which is the area of the above surface, Acting in the direction of extending the actuator 1.
  • the first variable relief valve 12 When the first variable relief valve 12 reaches the valve opening pressure, the first variable relief valve 12 opens to release the pressure in the rod side chamber 5 to the tank 7, so that the pressure in the rod side chamber 5 is changed to the valve opening pressure of the first variable relief valve 12.
  • the second variable relief valve 14 opens and releases the pressure in the piston side chamber 6 to the tank 7, so that the pressure in the piston side chamber 6 is reduced to the second variable relief valve 14. Can be made equal to the valve opening pressure. Therefore, by adjusting the pressures in the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 so that the piston side force exceeds the rod side force and the force obtained by subtracting the rod side force from the piston side force has a desired magnitude, 1 can exert the desired thrust in the extending direction.
  • the first pump 8 and the second pump 9 are driven while the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the second variable relief valve 14 are
  • the pressure in the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 is adjusted so that the rod side force exceeds the piston side force and the force obtained by subtracting the piston side force from the rod side force has a desired magnitude. You can adjust.
  • the relationship between the amount of current to the proportional solenoids 12c and 14c of the first variable relief valve 12 and the second variable relief valve 14 and the valve opening pressure is grasped. All that is needed is open loop control. Alternatively, the energization amount to the proportional solenoids 12c and 14c may be sensed, and feedback control may be performed using a current loop. Further, the pressure in the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 is sensed to perform feedback control. It is also possible. When the actuator 1 is extended, the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 is minimized, and when the actuator 1 is contracted, the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 is minimized. One of the 8 and the second pump 9 can be unloaded to minimize the energy consumption of the motor 23.
  • a desired thrust can be obtained by adjusting the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14. The same applies to a case where it is desired to obtain a desired thrust in the contraction direction to resist the actuator 1 in a state where the actuator 1 is expanding due to an external force.
  • the actuator 1 when the actuator 1 is expanded or contracted in response to an external force as described above, the actuator 1 is in a state where it does not exert a thrust greater than the external force, and therefore it is sufficient to cause the actuator 1 to function as a damper. Since the actuator 1 includes the first check valve 13 and the second check valve 15, one of the rod side chamber 5 and the piston side chamber 6 that expands when expanding and contracting by external force is liquid from the tank 7. Can be supplied. Therefore, the liquid supply from the first pump 8 and the second pump 9 is cut off, and the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 and the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 are also controlled. Thrust can be obtained.
  • the actuator 1 since the actuator 1 includes check valves 26 and 27 provided in the middle of the supply passages 24 and 25, the backflow of liquid from the cylinder 2 to the first pump 8 and the second pump 9 is prevented. . Therefore, when the actuator 1 expands and contracts by an external force, the opening pressure of the first variable relief valve 12 and the opening pressure of the second variable relief valve 14 are reduced even if the torque of the motor 23 becomes insufficient. By adjusting and causing the actuator 1 to function as a damper, it is possible to obtain a thrust greater than the thrust by the torque of the motor 23.
  • the pressure in the rod side chamber 5 is the first variable relief valve. Since the piston side chamber 6 communicates with the tank 7 through the center passage 16 in addition to the second variable relief valve 14, the pressure is maintained at the tank pressure.
  • the actuator 1 can exert thrust in the direction of pushing the piston 3 toward the lid 17 with the pressure in the rod side chamber 5, that is, thrust in the contraction direction, but the pressure in the piston side chamber 6 becomes the tank pressure.
  • the piston 3 cannot be pushed toward the rod guide 18 and cannot exert thrust in the extending direction.
  • the pressure in the piston-side chamber 6 is the second variable relief valve 14.
  • the rod side chamber 5 communicates with the tank 7 through the center passage 16, so that the pressure is maintained at the tank pressure.
  • the actuator 1 can exert thrust in the direction of pushing the piston 3 toward the rod guide 18 with the pressure in the piston side chamber 6, that is, thrust in the extension direction, but the pressure in the rod side chamber 5 becomes the tank pressure. Therefore, the piston 3 cannot be pushed to the lid 17 side, and the thrust in the contraction direction cannot be exhibited.
  • the opening / closing valve 28 communicates with the center passage 16, the first pump 8 and the second pump 9 are not driven, and the actuator 1 functions as a damper, and the piston 3 communicates with the center passage 16.
  • the pressure in the rod side chamber 5 can be adjusted to the valve opening pressure of the first variable relief valve 12 when the actuator 1 is extended.
  • the actuator 1 can exert a thrust in the contraction direction that resists the extension operation.
  • the first check valve 13 is opened and the pressure in the rod side chamber 5 becomes the tank pressure, so that the actuator 1 does not exert thrust in the extending direction.
  • the pressure in the piston side chamber 6 is adjusted to the valve opening pressure of the second variable relief valve 14 when the actuator 1 is contracted. can do.
  • the actuator 1 can exhibit the thrust in the extending direction that resists the contraction operation.
  • the second check valve 15 is opened and the pressure in the piston side chamber 6 becomes the tank pressure, so that the actuator 1 does not exert thrust in the contraction direction.
  • the on-off valve 28 communicates with the center passage 16 and the actuator 1 functions as an actuator, thrust can be exerted only in the direction in which the piston 3 returns to the center of the cylinder 2, and when the actuator 1 functions as a damper. Only when the piston 3 makes a stroke in a direction away from the center of the cylinder 2, a thrust force against this is exerted. In other words, whether the actuator 1 functions as an actuator or a damper, the piston 3 moves to the neutral position regardless of whether the piston 3 is on the rod guide 18 side or the lid 17 side from the neutral position. The thrust is exerted only in the direction of returning to the side.
  • FIG. 2 a model in which the actuator 1 is interposed between the vibration-controlled object O and the vibration input side I is considered.
  • the left-right direction displacement of the vibration-controlled object O is X1
  • the left-right direction displacement of the vibration input side I is X2
  • the relative speed between the vibration-controlled object O and the vibration input side I is d ( X1-X2) / dt
  • the displacement in the right direction in FIG. 2 is positive
  • the displacement X1 is taken on the vertical axis
  • the relative speed d (X1-X2) / dt is taken on the horizontal axis
  • the actuator 1 exerts a damping force.
  • the first quadrant state and the third quadrant state shown by hatching in FIG. 3 are exhibited.
  • the apparent rigidity of the actuator 1 is increased, and when the actuator 1 does not exhibit thrust, the apparent rigidity is reduced. Therefore, when the relative displacement between the vibration input side I and the vibration controlled object O is X and the relative speed is dX / dt, and the vibration controlled object O is displaced relative to the vibration input side I, FIG. As shown, the locus converges to the origin on the phase plane between the relative displacement X and the relative velocity dX / dt. That is, it is asymptotically stable and does not diverge.
  • the actuator 1 since the actuator 1 is provided with the center passage 16, the actuator 1 does not exhibit thrust that promotes the separation from the neutral position of the piston 3, and the vibration converges. It becomes easy to do. Therefore, it is possible to stably suppress the vibration of the controlled object O.
  • the actuator 1 when the actuator 1 is used between a vehicle body and a bogie of a railway vehicle, when the railway vehicle travels in a curved section, steady acceleration acts on the vehicle body due to the effects of noise and drift input to the acceleration sensor. Even if the thrust output by the actuator becomes very large, when the piston 3 passes the neutral position, the thrust that promotes the separation from the neutral position of the piston 3 is not exhibited. In other words, since the vehicle body is not vibrated past the neutral position, the vibration is easily converged and the riding comfort of the railway vehicle is improved.
  • the center passage 16 can be switched between the opened state and the blocked state. Therefore, if the center passage 16 is shut off, the actuator 1 can be made to function as a general actuator that exerts thrust in both directions over the entire stroke, and versatility is improved. Further, when necessary, stable vibration suppression can be realized by opening the center passage 16. For example, in the case of low frequency vibration in which vibration with low frequency and high wave height is input, the center passage 16 may be opened to suppress vibration, and vibration suppression is performed as the center passage 16 is opened and closed. There is no need to switch the control mode for.
  • the on-off valve 28 since the on-off valve 28 is in the communication position 29a when not energized, the center passage 16 can be opened during a failure to perform stable vibration suppression.
  • the on-off valve 28 can be set so as to be in the cutoff position 29b when power supply is impossible.
  • resistance can be given to the flow of liquid passing therethrough.
  • the opening position of the center passage 16 is the center of the cylinder 2 and the position opposite to the stroke center of the piston 3, the damping when the piston 3 returns to the stroke center. There is no bias in the stroke range where the force is not exerted, and the entire stroke length of the actuator 1 can be used effectively.
  • the vibration-suppressed object O and the vibration input side I have been described as the body and carriage of a railway vehicle.
  • the present invention is not limited to the railway vehicle, and, for example, approximately vibration such as between a building and the ground.
  • the actuator 1 can be used for applications that are used for suppression.

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Abstract

　アクチュエータは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画されるロッド側室およびピストン側室と、タンクと、ロッド側室へ液体を供給可能な第一ポンプと、ピストン側室へ液体を供給可能な第二ポンプと、ロッド側室とタンクとを連通する第一制御通路と、ピストン側室とタンクとを連通する第二制御通路と、第一制御通路の途中に設けられ、ロッド側室の圧力が開弁圧に達すると開弁してロッド側室からタンクへ向かう液体の流れを許容する開弁圧を変更可能な第一可変リリーフ弁と、第二制御通路の途中に設けられ、ピストン側室の圧力が開弁圧に達すると開弁してピストン側室からタンクへ向かう液体の流れを許容する開弁圧を変更可能な第二可変リリーフ弁と、タンクとシリンダ内とを連通するセンター通路と、を備える。

Description

アクチュエータ
　本発明は、アクチュエータに関する。
　アクチュエータにあっては、たとえば、鉄道車両の車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制すべく、車体と台車との間に介装されるものが知られている。
　上記のアクチュエータには、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画されるロッド側室およびピストン側室と、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、ピストン側室とタンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、ロッド側室へ液体を供給するポンプと、ポンプを駆動するモータと、ロッド側室をタンクへ接続する排出通路と、排出通路の途中に設けた可変リリーフ弁と、を備えて構成されたものがある。
　たとえば、ＪＰ２０１０－６５７９７Ａに記載のアクチュエータによれば、第一開閉弁と第二開閉弁とを適宜開閉させることで出力する推力の方向を決定できる。そして、モータでポンプを定速度で回転させて一定流量をシリンダ内へ供給しつつ、可変リリーフ弁のリリーフ圧を調節してシリンダ内の圧力を制御することで、所望する大きさの推力を望む方向へ出力することができるようになっている。
　上記のアクチュエータで鉄道車両の車体の横方向の振動を抑制する場合を考えると、車体の横方向の加速度を加速度センサで検出し、検出した加速度に拮抗する推力をアクチュエータで出力すれば、車体の振動を抑制することができることになる。しかしながら、たとえば、鉄道車両が曲線区間を走行する場合は、定常加速度が車体に作用するので、加速度センサに入力されるノイズやドリフトの影響で、アクチュエータが出力する推力が非常に大きくなることがある。
　また、車体は、空気ばね等を介して台車に支持されており、特に、ボルスタレス台車では、車体が台車に対して横方向へスエーすると、空気ばねが、車体を中心に戻そうとする反力を発生する。
　このため、鉄道車両が曲線区間を走行していて、車体が台車に対してスエーする場合には、上記のノイズやドリフトの影響で、アクチュエータが車体を中立位置へ戻す方向に大きな推力を出力すると、空気ばねも同じ方向に反力を発生するので、車体を中立位置へ戻す力が過大となり、車体が中立位置を通り越して逆側へ変位して、車体の振動が収束しづらくなる可能性がある。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、被制振対象の振動を安定的に抑制することが可能なアクチュエータを提供することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、アクチュエータであって、シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、前記シリンダ内に挿入されて前記ピストンに連結されるロッドと、前記シリンダ内に上記ピストンで区画されるロッド側室およびピストン側室と、タンクと、前記ロッド側室へ液体を供給可能な第一ポンプと、前記ピストン側室へ液体を供給可能な第二ポンプと、前記ロッド側室と前記タンクとを連通する第一制御通路と、前記ピストン側室と前記タンクとを連通する第二制御通路と、前記第一制御通路の途中に設けられ、前記ロッド側室の圧力が開弁圧に達すると開弁して前記ロッド側室から前記タンクへ向かう液体の流れを許容する前記開弁圧を変更可能な第一可変リリーフ弁と、前記第二制御通路の途中に設けられ、前記ピストン側室の圧力が開弁圧に達すると開弁して前記ピストン側室から前記タンクへ向かう液体の流れを許容する前記開弁圧を変更可能な第二可変リリーフ弁と、前記タンクと前記シリンダ内とを連通するセンター通路と、を備えるアクチュエータが提供される。
図１は、本発明の実施形態に係るアクチュエータの概略図である。 図２は、本発明の実施形態に係るアクチュエータを被制振対象と振動入力側部との間に介装した状態を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るアクチュエータが推力を発揮する状態と発揮しない状態とを説明する図である。 図４は、本発明の実施形態に係るアクチュエータを適用した被制振対象と振動入力側部との、相対変位と相対速度との軌跡を示す図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　アクチュエータ１は、図１に示すように、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されるピストン３と、シリンダ２内に挿入されてピストン３に連結されるロッド４と、シリンダ２内にピストン３で区画されるロッド側室５およびピストン側室６と、タンク７と、ロッド側室５へ液体を供給可能な第一ポンプ８と、ピストン側室６へ液体を供給可能な第二ポンプ９と、ロッド側室５とタンク７とを連通する第一制御通路１０と、ピストン側室６とタンク７とを連通する第二制御通路１１と、第一制御通路１０の途中に設けられ、ロッド側室５の圧力が開弁圧に達すると開弁してロッド側室５からタンク７へ向かう液体の流れを許容する開弁圧を変更可能な第一可変リリーフ弁１２と、第二制御通路１１の途中に設けられ、ピストン側室６の圧力が開弁圧に達すると開弁してピストン側室６からタンク７へ向かう液体の流れを許容する開弁圧を変更可能な第二可変リリーフ弁１４と、タンク７とシリンダ２内とを連通するセンター通路１６と、を備えて構成される。ロッド側室５とピストン側室６とには、作動油等の液体が充填されるとともに、タンク７には、液体のほかに気体が充填されている。なお、タンク７内は、気体を圧縮して充填することによって加圧状態とする必要は無いが、加圧するようにしてもよい。
　そして、第一ポンプ８および第二ポンプ９を駆動しつつ、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節して、ロッド側室５の圧力にロッド側室５に面するピストン３の面積（ロッド側受圧面積）を乗じた力とロッド４の断面積にアクチュエータ１外の圧力を乗じた力との合力よりも、ピストン側室６の圧力にピストン側室６に面するピストン３の面積（ピストン側受圧面積）を乗じた力を大きくすることで、ロッド側室５とピストン側室６との差圧に応じた伸長方向の推力をアクチュエータ１に発揮させることができる。反対に、第一ポンプ８および第二ポンプ９を駆動しつつ、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節して、ロッド側室５の圧力にロッド側受圧面積を乗じた力とロッド４の断面積にアクチュエータ１外の圧力を乗じた力との合力を、ピストン側室６の圧力にピストン側受圧面積を乗じた力よりも大きくすることで、ロッド側室５とピストン側室６との差圧に応じた収縮方向の推力をアクチュエータ１に発揮させることができる。
　以下、各部について詳細に説明する。シリンダ２は筒状であって、一方の端部が蓋１７によって閉塞され、他方の端部には環状のロッドガイド１８が取り付けられている。また、ロッドガイド１８には、ロッド４が摺動自在に挿入されている。ロッド４は、一方の端部がシリンダ２外に突出し、他方の端部が同じくシリンダ２内に摺動自在に挿入されているピストン３と連結される。
　なお、ロッド４の外周とロッドガイド８との間は、図示しないシール部材によってシールされており、これにより、シリンダ２内は密閉状態となる。そして、シリンダ２内にピストン３で区画されるロッド側室５およびピストン側室６には、液体として作動油が充填されている。
　ロッド４のシリンダ２外に突出している側の端部と、シリンダ２の一方の端部を閉塞する蓋１７とは、図示しない取付部を備えており、アクチュエータ１を制振対象、たとえば、鉄道車両の車体と台車との間等に介装することができるようになっている。
　ロッド側室５とピストン側室６とは、ピストン３に設けた伸側リリーフ通路１９と圧側リリーフ通路２０とによって連通されている。伸側リリーフ通路１９の途中には、ロッド側室５の圧力がピストン側室６の圧力を所定量上回ると開弁して伸側リリーフ通路１９を開放し、ロッド側室５内の圧力をピストン側室６へ逃がす伸側リリーフ弁２１が設けられている。また、圧側リリーフ通路２０の途中には、ピストン側室６の圧力がロッド側室５の圧力を所定量上回ると開弁して圧側リリーフ通路２０を開放し、ピストン側室６内の圧力をロッド側室５へ逃がす圧側リリーフ弁２２が設けられている。伸側リリーフ弁２１および圧側リリーフ弁２２の設置は任意であるが、これらを設けることで、シリンダ２内の圧力が過剰となることを阻止して、アクチュエータ１を保護することができる。
　ロッド側室５とタンク７とを連通する第一制御通路１０の途中には、第一可変リリーフ弁１２と第一逆止弁１３とが、並列に設けられている。第一制御通路１０は、主通路１０ａと、主通路１０ａから分岐して再度主通路１０ａと一緒となる支通路１０ｂとを備えている。なお、第一制御通路１０は、主通路１０ａと、主通路１０ａから分岐される支通路１０ｂとで構成されているが、互いに独立した二つの通路で第一制御通路１０を構成してもよい。
　第一可変リリーフ弁１２は、第一制御通路１０の主通路１０ａの途中に設けた弁体１２ａと、主通路１０ａを遮断するように弁体１２ａを付勢するばね１２ｂと、通電時にばね１２ｂの付勢力に対抗する推力を発生する比例ソレノイド１２ｃと、を備えて構成され、比例ソレノイド１２ｃに流れる電流量を調節することで、開弁圧を調節することができるようになっている。
　第一可変リリーフ弁１２は、ロッド側室５の圧力が高くなり、第一制御通路１０を開放させる方向に弁体１２ａを推す上記圧力に起因する推力と、比例ソレノイド１２ｃによる推力との合力が、第一制御通路１０を遮断させる方向へ弁体１２ａを付勢するばね１２ｂの付勢力に打ち勝つと、弁体１２ａを後退させて第一制御通路１０を開放し、ロッド側室５からタンク７へ向かう液体の移動を許容するようになっている。反対に、タンク７からロッド側室５へ向かう液体の流れに対しては、第一可変リリーフ弁１２は開弁せず、上記液体の流れを阻止する。
　なお、第一可変リリーフ弁１２にあっては、比例ソレノイド１２ｃに供給する電流量を増大させると、比例ソレノイド１２ｃが発生する推力を増大させることができる。したがって、比例ソレノイド１２ｃに供給する電流量を最大とすると、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧が最小となり、反対に、比例ソレノイド１２ｃに全く電流を供給しないと、開弁圧が最大となる。
　第一逆止弁１３は、第一制御通路１０の支通路１０ｂの途中に設けられる。第一逆止弁１３は、タンク７からロッド側室５へ向かう液体の流れのみを許容し、反対方向への流れを阻止する。
　ピストン側室６とタンク７とを連通する第二制御通路１１の途中には、第二可変リリーフ弁１４と第二逆止弁１５とが並列に設けられている。第二制御通路１１は、主通路１１ａと、主通路１１ａから分岐して再度主通路１１ａと一緒となる支通路１１ｂとを備えている。なお、第二制御通路１１は、主通路１１ａと主通路１１ａから分岐される支通路１１ｂとで構成されているが、互いに独立した二つの通路で第二制御通路１１を構成してもよい。
　第二可変リリーフ弁１４は、第二制御通路１１の主通路１１ａの途中に設けた弁体１４ａと、主通路１１ａを遮断するように弁体１４ａを付勢するばね１４ｂと、通電時にばね１４ｂの付勢力に対抗する推力を発生する比例ソレノイド１４ｃと、を備えて構成され、比例ソレノイド１４ｃに流れる電流量を調節することで開弁圧を調節することができるようになっている。
　第二可変リリーフ弁１４は、ピストン側室６の圧力が高くなり、第二制御通路１１を開放させる方向に弁体１４ａを推す上記圧力に起因する推力と、比例ソレノイド１４ｃによる推力との合力が、第二制御通路１１を遮断させる方向へ弁体１４ａを付勢するばね１４ｂの付勢力に打ち勝つと、弁体１４ａを後退させて第二制御通路１１を開放し、ピストン側室６からタンク７へ向かう液体の移動を許容するようになっている。反対に、タンク７からピストン側室６へ向かう液体の流れに対しては、第二可変リリーフ弁１４は開弁せず、上記液体の流れを阻止する。
　なお、第二可変リリーフ弁１４にあっては、比例ソレノイド１４ｃに供給する電流量を増大させると、比例ソレノイド１４ｃが発生する推力を増大させることができる。したがって、比例ソレノイド１４ｃに供給する電流量を最大とすると、第二可変リリーフ弁１４の開弁圧が最小となり、反対に、比例ソレノイド１４ｃに全く電流を供給しないと、開弁圧が最大となる。
　第二逆止弁１５は、第二制御通路１１の支通路１１ｂの途中に設けられる。第二逆止弁１５は、タンク７からピストン側室６へ向かう液体の流れのみを許容し、反対方向への流れを阻止する。
　第一ポンプ８および第二ポンプ９は、タンク７から液体を吸い上げ、また、吐出するポンプであり、本実施形態では、モータ２３によって駆動される。第一ポンプ８は、吐出口が供給通路２４を通じてロッド側室５と連通し、モータ２３によって駆動されると、タンク７から液体を吸込んで、ロッド側室５へ液体を供給するようになっている。第二ポンプ９は、吐出口が供給通路２５を通じてピストン側室６と連通し、モータ２３によって駆動されると、タンク７から液体を吸込んでピストン側室６へ液体を供給するようになっている。
　上記のように、第一ポンプ８および第二ポンプ９は、一方向のみに液体を吐出し、回転方向の切換動作がないので、回転切換時に吐出量が変化するといった問題は皆無であり、安価なギアポンプ等を使用することができる。さらに、第一ポンプ８および第二ポンプ９の回転方向が常に同一方向であるので、これらをタンデム型ポンプとすることができる。したがって、第一ポンプ８および第二ポンプ９を駆動する駆動源を一つのモータ２３とすることができ、また、モータ２３も、一方向に回転すればよいので、回転切換に対する高い応答性が要求されず、その分、安価なものを使用することができる。
　なお、供給通路２４，２５の途中には、ロッド側室５およびピストン側室６から第一ポンプ８および第二ポンプ９への液体の逆流を阻止する逆止弁２６、２７を設けてある。
　また、ピストン３がシリンダ２に対して中立位置にあるときに、シリンダ２のピストン３と対向する位置、この場合、シリンダ２の中央に、シリンダ２の内外を連通する透孔２ａが設けられる。透孔２ａは、センター通路１６を介してタンク７に通じており、これにより、シリンダ２内とタンク７とが連通する。ピストン３の中立位置は、必ずしもシリンダ２の中央に限られず、任意に設定することができる。なお、本実施形態では、シリンダ２に対して透孔２ａを穿った位置は、ピストン３のストローク中心と一致させてある。したがって、ピストン３と対向して透孔２ａが閉塞される場合を除き、シリンダ２内はセンター通路１６を通じてタンク７と連通する。
　また、センター通路１６の途中には、センター通路１６が開放された状態と遮断された状態とを切り換え可能な開閉弁２８が設けられている。開閉弁２８は、センター通路１６を開放する連通ポジション２９ａとセンター通路１６を遮断する遮断ポジション２９ｂとを有する弁本体２９と、弁本体２９を付勢して遮断ポジション２９ｂに位置決めするばね３０と、通電時にばね３０の付勢力に抗して弁本体２９を連通ポジション２９ａに切り換えるソレノイド３１と、を備えた電磁式開閉弁である。なお、開閉弁２８は、電磁式ではなく、手動操作で開閉する開閉弁であってもよい。
　続いて、アクチュエータ１の作動について説明する。まず、開閉弁２８がセンター通路１６を遮断する場合について説明する。
　センター通路１６が遮断されている場合は、アクチュエータ１が伸縮してピストン３がシリンダ２に対していずれの位置にあろうとも、センター通路１６から圧力がタンク７へ逃げることが無い。そして、アクチュエータ１では、第一ポンプ８と第二ポンプ９とから、それぞれロッド側室５とピストン側室６とに液体が供給されるようになっており、ロッド側室５の圧力を第一可変リリーフ弁１２で調節し、ピストン側室６の圧力を第二可変リリーフ弁１４で調節することができる。したがって、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節して、ロッド側室５とピストン側室６との圧力の差圧を調節することで、アクチュエータ１の推力の方向と大きさを制御することができる。
　たとえば、アクチュエータ１に伸長方向の推力を出力させる場合は、第一ポンプ８と第二ポンプ９とから、それぞれロッド側室５とピストン側室６とに液体を供給しつつ、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節する。
　ここで、ピストン３は、ロッド側室５に臨む環状面でロッド側室５の圧力を受けるので、ロッド側室５の圧力に上記の環状面の面積であるロッド側受圧面積を乗じた力と、ロッド４の断面積にアクチュエータ１外の圧力を乗じた力との合力（ロッド側力）が、アクチュエータ１を収縮させる方向に作用する。また、ピストン３は、ピストン側室６に臨む面でピストン側室６の圧力を受けるので、ピストン側室６の圧力に上記の面の面積であるピストン側受圧面積を乗じた力（ピストン側力）が、アクチュエータ１を伸長させる方向に作用する。そして、第一可変リリーフ弁１２は、開弁圧に達すると開弁してロッド側室５の圧力をタンク７へ逃がすので、ロッド側室５内の圧力を、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧に等しくすることができ、第二可変リリーフ弁１４は、開弁圧に達すると開弁してピストン側室６の圧力をタンク７へ逃がすので、ピストン側室６内の圧力を第二可変リリーフ弁１４の開弁圧に等しくすることができる。よって、ピストン側力がロッド側力を上回り、且つ、ピストン側力からロッド側力を引いた力が所望する大きさとなるように、ロッド側室５およびピストン側室６の圧力を調節することで、アクチュエータ１に所望する伸長方向の推力を発揮させることができる。
　逆に、アクチュエータ１に所望する収縮方向の推力を発揮させる場合は、第一ポンプ８および第二ポンプ９を駆動しつつ、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節して、ロッド側力がピストン側力を上回り、且つ、ロッド側力からピストン側力を引いた力が所望する大きさとなるように、ロッド側室５およびピストン側室６の圧力を調節すればよい。
　上記のようにアクチュエータ１の推力の制御を行うには、第一可変リリーフ弁１２および第二可変リリーフ弁１４の、各比例ソレノイド１２ｃ、１４ｃへの電流量と開弁圧との関係を把握しておけばよく、オープンループ制御を行うことができる。また、比例ソレノイド１２ｃ、１４ｃへの通電量をセンシングしておき、電流ループを用いてフィードバック制御を行ってもよく、さらに、ロッド側室５とピストン側室６との圧力をセンシングして、フィードバック制御することも可能である。なお、アクチュエータ１を伸長させる場合は、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧を最小とし、アクチュエータ１を収縮させる場合は、第二可変リリーフ弁１４の開弁圧を最小とすると、第一ポンプ８と第二ポンプ９との一方をアンロード状態としてモータ２３のエネルギ消費を最小とすることができる。
　また、アクチュエータ１が外力を受けて収縮しつつある状態で、これに抵抗する伸長方向の所望の推力を得たい場合であっても、アクチュエータ１が伸長しつつある状態で伸長方向の推力を得るのと同じように、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧との調節で所望する推力を得ることができる。アクチュエータ１が外力を受けて伸長しつつある状態で、これに抵抗する収縮方向の所望の推力を得たい場合も同様である。
　なお、このように、外力を受けて伸長或いは収縮する場合は、アクチュエータ１は外力以上の推力を発揮しない状態であるので、アクチュエータ１をダンパとして機能させれば足りる。アクチュエータ１は、第一逆止弁１３と第二逆止弁１５とを備えているので、ロッド側室５とピストン側室６とのうち、外力で伸縮する際に拡大する方は、タンク７から液体の供給を受けることができる。したがって、第一ポンプ８および第二ポンプ９からの液体供給を断って、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを制御することによっても、所望の推力を得ることができる。
　さらに、アクチュエータ１は、供給通路２４、２５の途中に設けられた逆止弁２６、２７を備えているので、シリンダ２から第一ポンプ８および第二ポンプ９への液体の逆流が阻止される。したがって、アクチュエータ１が外力で伸縮する場合に、モータ２３のトルクでは推力不足となる事態となっても、第一可変リリーフ弁１２の開弁圧と第二可変リリーフ弁１４の開弁圧とを調節してアクチュエータ１をダンパとして機能させることで、モータ２３のトルクによる推力以上の推力を得ることができる。
　次に、開閉弁２８がセンター通路１６を連通する場合について説明する。
　第一ポンプ８と第二ポンプ９とが駆動しており、ピストン３がセンター通路１６に通じる透孔２ａよりもロッドガイド１８側にある場合は、ロッド側室５は、圧力が第一可変リリーフ弁１２の開弁圧に調節され、ピストン側室６は、第二可変リリーフ弁１４以外にも、センター通路１６を通じてタンク７と連通しているので、圧力がタンク圧に維持される。
　この場合、アクチュエータ１は、ロッド側室５の圧力でピストン３を蓋１７側へ推す方向の推力、つまり、収縮方向の推力を発揮することができるが、ピストン側室６の圧力はタンク圧となるので、ピストン３をロッドガイド１８側へ推すことができず、伸長方向の推力を発揮することはできない。
　この状態は、ピストン３が透孔２ａと対向してセンター通路１６を塞ぐまで維持される。したがって、ピストン３が透孔２ａよりもロッドガイド１８側にある状態から、ピストン側室６を圧縮する方向へストロークして、センター通路１６を塞ぐまでは、アクチュエータ１は伸長方向の推力を発揮しない。
　第一ポンプ８と第二ポンプ９とが駆動しており、ピストン３がセンター通路１６に通じる透孔２ａよりも蓋１７側にある場合は、ピストン側室６は、圧力が第二可変リリーフ弁１４の開弁圧に調節され、ロッド側室５は、第一可変リリーフ弁１２以外にも、センター通路１６を通じてタンク７と連通しているので、圧力がタンク圧に維持される。
　この場合、アクチュエータ１は、ピストン側室６の圧力でピストン３をロッドガイド１８側へ推す方向の推力、つまり、伸長方向の推力を発揮することができるが、ロッド側室５の圧力はタンク圧となるので、ピストン３を蓋１７側へ推すことができず、収縮方向の推力を発揮することはできない。
　この状態は、ピストン３が透孔２ａと対向してセンター通路１６を塞ぐまで維持される。したがって、ピストン３が透孔２ａよりも蓋１７側にある状態から、ロッド側室５を圧縮する方向へストロークして、センター通路１６を塞ぐまでは、アクチュエータ１は収縮方向の推力を発揮しない。
　なお、開閉弁２８がセンター通路１６を連通し、第一ポンプ８と第二ポンプ９とが駆動しておらず、アクチュエータ１をダンパとして機能させる状況であって、ピストン３がセンター通路１６に通じる透孔２ａよりもロッドガイド１８側にある場合は、アクチュエータ１が伸長作動するときに、ロッド側室５の圧力を第一可変リリーフ弁１２の開弁圧に調節することができる。このとき、ピストン側室６はセンター通路１６を通じてタンク圧に維持されるので、アクチュエータ１は伸長作動に抵抗する収縮方向の推力を発揮できる。反対に、アクチュエータ１が収縮作動するときは、第一逆止弁１３が開弁してロッド側室５の圧力もタンク圧となるので、アクチュエータ１は伸長方向には推力を発揮することはない。
　この状態は、ピストン３が透孔２ａと対向してセンター通路１６を塞ぐまで維持される。したがって、ピストン３が透孔２ａよりもロッドガイド１８側にある状態から、ピストン側室６を圧縮する方向へストロークして、センター通路１６を塞ぐまでは、アクチュエータ１は伸長方向の推力を発揮しない。
　また、ピストン３がセンター通路１６に通じる透孔２ａよりも蓋１７側にある場合は、アクチュエータ１が収縮作動するときに、ピストン側室６の圧力を第二可変リリーフ弁１４の開弁圧に調節することができる。このとき、ロッド側室５はセンター通路１６を通じてタンク圧に維持されるので、アクチュエータ１は収縮作動に抵抗する伸長方向の推力を発揮できる。反対に、アクチュエータ１が伸長作動するときは、第二逆止弁１５が開弁してピストン側室６の圧力もタンク圧となるので、アクチュエータ１は収縮方向には推力を発揮することはない。
　この状態は、ピストン３が透孔２ａと対向してセンター通路１６を塞ぐまで維持される。したがって、ピストン３が透孔２ａよりも蓋１７側にある状態から、ロッド側室５を圧縮する方向へストロークして、センター通路１６を塞ぐまでは、アクチュエータ１は収縮方向の推力を発揮しない。
　つまり、開閉弁２８がセンター通路１６を連通し、アクチュエータ１が、アクチュエータとして機能する場合は、ピストン３をシリンダ２の中央へ戻す方向へのみ推力を発揮することができ、ダンパとして機能する場合は、ピストン３がシリンダ２の中央から離間する方向へストロークする場合にのみこれに抗する推力を発揮する。つまり、アクチュエータ１は、アクチュエータとして機能するにしても、ダンパとして機能するにしても、ピストン３が中立位置からロッドガイド１８側にあっても、蓋１７側にあっても、ピストン３を中立位置側へ戻す方向にのみ推力を発揮するようになっている。
　ここで、図２に示すように、被制振対象Ｏと振動入力側部Ｉとの間にアクチュエータ１を介装するモデルを考える。図２における、被制振対象Ｏの左右方向の変位をＸ１とし、振動入力側部Ｉの左右方向の変位をＸ２とし、被制振対象Ｏと振動入力側部Ｉとの相対速度をｄ（Ｘ１－Ｘ２）／ｄｔとし、図２における右方向の変位を正として、縦軸に変位Ｘ１をとり、横軸に相対速度ｄ（Ｘ１－Ｘ２）／ｄｔをとると、アクチュエータ１が減衰力を発揮するのは、図３に斜線で示す第一象現の状態と第三象現の状態とになる。
　アクチュエータ１が推力を発揮する場合は、アクチュエータ１の見掛け上の剛性が高くなり、アクチュエータ１が推力を発揮しない場合は、見掛け上の剛性が低くなったことと等価である。したがって、振動入力側部Ｉと被制振対象Ｏとの相対変位をＸとし、相対速度をｄＸ／ｄｔとして、振動入力側部Ｉに対して被制振対象Ｏを変位させると、図４に示すように、相対変位Ｘと相対速度ｄＸ／ｄｔとの位相平面上、軌跡は原点に収束する。すなわち、漸近安定であって発散しない。
　以上述べたように、本実施形態では、アクチュエータ１にセンター通路１６を設けているので、ピストン３の中立位置からの離間を助長するような推力をアクチュエータ１が発揮することが無く、振動が収束しやすくなる。したがって、被制振対象Ｏの振動を安定的に抑制することが可能である。たとえば、鉄道車両の車体と台車との間にアクチュエータ１を使用すると、鉄道車両が曲線区間を走行する場合に、定常加速度が車体に作用して、加速度センサに入力されるノイズやドリフトの影響でアクチュエータが出力する推力が非常に大きくなったとしても、ピストン３が中立位置を過ぎると、ピストン３の中立位置からの離間を助長するような推力を発揮することが無い。つまり、車体が中立位置を過ぎて加振されることがなくなるので、振動が収束しやすくなり、鉄道車両の乗り心地が向上する。
　本実施形態では、上記動作を実現するにあたり、アクチュエータ１のストロークに連動して第一可変リリーフ弁１２と第二可変リリーフ弁１４とを制御する必要が無い。したがって、ストロークセンサが不要であり、誤差を含んだセンサ出力に頼らずに振動抑制が可能であるから、ロバスト性が高い振動抑制が可能となる。
　さらに、本実施形態では、アクチュエータ１のセンター通路１６に開閉弁２８を設けているので、センター通路１６が開放された状態と遮断された状態とを切り換えることができる。したがって、センター通路１６を遮断すれば、ストローク全体に亘って双方向に推力を発揮する一般的なアクチュエータとして、アクチュエータ１を機能させることができ、汎用性が向上する。また、必要な時には、センター通路１６を開放することで、安定的な振動抑制を実現できる。たとえば、低周波で波高が高い振動が入力されるような低周波振動の場合に、センター通路１６を開放して振動を抑制するようにしてもよく、センター通路１６の開閉に伴って、振動抑制のための制御モードを切り換える必要はない。つまり、スカイフック制御やＨ∞制御等といった或る制御モードで被制振対象Ｏの振動を抑制している最中に、センター通路１６の開閉に伴って、制御モードを変更する必要が無いので、煩雑な制御を行う必要もない。
　また、開閉弁２８は、非通電時には、連通ポジション２９ａになるようにしているので、フェール時はセンター通路１６を開放して、安定した振動抑制を行うようにすることができる。なお、開閉弁２８は、電力供給が不能である場合に、遮断ポジション２９ｂになるように設定することも可能である。また、開閉弁２８が連通ポジション２９ａになったときに、通過する液体の流れに抵抗を与えるようにすることもできる。
　さらに、アクチュエータ１にあっては、センター通路１６の開口位置がシリンダ２の中央であって、且つ、ピストン３のストローク中心と対向する位置であるので、ピストン３がストローク中心に戻る場合の、減衰力を発揮しないストローク範囲に双方向で偏りが無く、アクチュエータ１の全ストローク長を有効に利用することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　上記実施形態では、被制振対象Ｏと振動入力側部Ｉとを、鉄道車両の車体と台車として説明したが、鉄道車両に限られず、例えば、建築物と地盤との間等、凡そ振動を抑制するために使用される用途に、アクチュエータ１を使用することが可能である。
　本願は２０１２年９月３日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－１９２７５４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
 
 
 

Claims (5)

  1. 　アクチュエータであって、
    　シリンダと、
    　前記シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、
    　前記シリンダ内に挿入されて前記ピストンに連結されるロッドと、
    　前記シリンダ内に前記ピストンで区画されるロッド側室およびピストン側室と、
    　タンクと、
    　前記ロッド側室へ液体を供給可能な第一ポンプと、
    　前記ピストン側室へ液体を供給可能な第二ポンプと、
    　前記ロッド側室と前記タンクとを連通する第一制御通路と、
    　前記ピストン側室と前記タンクとを連通する第二制御通路と、
    　前記第一制御通路の途中に設けられ、前記ロッド側室の圧力が開弁圧に達すると開弁して前記ロッド側室から前記タンクへ向かう液体の流れを許容する前記開弁圧を変更可能な第一可変リリーフ弁と、
    　前記第二制御通路の途中に設けられ、前記ピストン側室の圧力が開弁圧に達すると開弁して前記ピストン側室から前記タンクへ向かう液体の流れを許容する前記開弁圧を変更可能な第二可変リリーフ弁と、
    　前記タンクと前記シリンダ内とを連通するセンター通路と、
    を備えるアクチュエータ。
  2. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記第一制御通路の途中に前記第一可変リリーフ弁と並列に設けられ、前記タンクから前記ロッド側室へ向かう液体の通過のみを許容する第一逆止弁と、
    　前記第二制御通路の途中に前記第二可変リリーフ弁と並列に設けられ、前記タンクから前記ピストン側室へ向かう液体の通過のみを許容する第二逆止弁と、
    をさらに備えるアクチュエータ。
  3. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記センター通路が、前記シリンダの中央であって、且つ、前記ピストンのストローク中心と対向する位置に開口するアクチュエータ。
  4. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記センター通路の途中に、前記センター通路を開閉する開閉弁を設けたアクチュエータ。
  5. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記第一ポンプおよび前記第二ポンプは、双方が単一のモータで駆動されるタンデム型ポンプであるアクチュエータ。
     
     
     
     
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105934582B (zh) * 2014-02-07 2019-04-23 杰姆塔布系统公司 空气驱动的液压泵
WO2015131196A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Project Phoenix, LLC Pump integrated with two independently driven prime movers
WO2015164453A2 (en) 2014-04-22 2015-10-29 Afshari Thomas Fluid delivery system with a shaft having a through-passage
JP6397220B2 (ja) * 2014-05-12 2018-09-26 Ｋｙｂ株式会社 シリンダ装置
WO2015187681A1 (en) 2014-06-02 2015-12-10 Afshari Thomas Hydrostatic transmission assembly and system
EP3149342B1 (en) 2014-06-02 2020-04-15 Project Phoenix LLC Linear actuator assembly and system
KR102316426B1 (ko) 2014-07-22 2021-10-21 프로젝트 피닉스, 엘엘씨 독립적으로 구동되는 2개의 원동기와 통합된 외부 기어 펌프
US10072676B2 (en) 2014-09-23 2018-09-11 Project Phoenix, LLC System to pump fluid and control thereof
EP3896314B1 (en) 2014-10-06 2024-03-27 Project Phoenix, LLC Linear actuator assembly and system
JP6363934B2 (ja) * 2014-10-17 2018-07-25 Ｋｙｂ株式会社 シリンダ装置
US10677352B2 (en) 2014-10-20 2020-06-09 Project Phoenix, LLC Hydrostatic transmission assembly and system
KR101595117B1 (ko) * 2015-02-24 2016-02-17 주식회사 에네스지 공기배출유닛 어셈블리 및 이를 갖는 발전소용 복동식 유압액추에이터
KR102328900B1 (ko) * 2015-04-06 2021-11-19 현대두산인프라코어(주) 유압 브레이크 장치
EP3121115B1 (en) * 2015-07-21 2021-09-01 Airbus Defence and Space GmbH Coupling device for a wing assembly of an aircraft
EP3344853B1 (en) 2015-09-02 2020-11-04 Project Phoenix LLC System to pump fluid and control thereof
TWI712744B (zh) 2015-09-02 2020-12-11 美商鳳凰計劃股份有限公司 泵送流體之系統及其控制
CN106286478A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 苏州威尔特铝合金升降机械有限公司 桅柱式高空作业平台液压缸卸荷装置
CN107806455A (zh) * 2017-11-21 2018-03-16 无锡科安自动化装备有限公司 食品生产线液压系统用液压缸
US10428845B1 (en) 2018-03-29 2019-10-01 Sun Hydraulics, Llc Hydraulic system with a counterbalance valve configured as a meter-out valve and controlled by an independent pilot signal
JP6938828B2 (ja) * 2018-12-28 2021-09-22 Smc株式会社 低騒音ゲートバルブ
EP4179211A1 (en) 2020-07-08 2023-05-17 Project Phoenix, LLC Dynamic control of gears in a gear pump having a drive-drive configuration
WO2022011022A1 (en) 2020-07-08 2022-01-13 Project Phoenix, LLC Dynamic control of gears in a gear pump having a drive-drive configuration
JP7104847B1 (ja) 2021-04-19 2022-07-21 Ｋｙｂ株式会社 ダンパ
KR102704482B1 (ko) * 2021-10-20 2024-09-09 주식회사 준씨에스 승압기를 구비한 유압 실린더
US11619246B1 (en) * 2022-04-25 2023-04-04 Hamilton Sundstrand Corporation Fail-fixed hydraulic actuator
US12595811B2 (en) * 2024-04-30 2026-04-07 Rosenboom Machine & Tool, Inc. Seal plate method for communicating retract oil to retract side of piston in hydraulic cylinder

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5266164A (en) * 1975-11-29 1977-06-01 Fujikoshi Kk Electrohydraulic control circuit
JPS5910505U (ja) * 1982-03-15 1984-01-23 エスエムシ−株式会社 空気圧シリンダにおけるクツシヨンストロ−クの可変機構
JPH11117907A (ja) * 1997-10-15 1999-04-27 Tokimec Inc 液圧源装置を使用した液圧システム
JP2001208004A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Nireco Corp 油圧駆動装置
JP2001214903A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Kayaba Ind Co Ltd 油圧式駆動装置
JP2002295413A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Fuji Heavy Ind Ltd 油圧アクチュエータ
JP2004510907A (ja) * 2000-10-05 2004-04-08 ルノー　スポール 弁の作動用の装置及び同装置の制御方法
JP2010065797A (ja) 2008-09-12 2010-03-25 Kayaba Ind Co Ltd シリンダ装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3465645A (en) * 1966-09-16 1969-09-09 Renault Power assisted steering systems of automotive vehicles
NL182162C (nl) * 1977-01-10 1988-01-18 Hydraudyne Bv Inrichting voor het hydraulisch of pneumatisch aandrijven en afremmen van een werktuig.
JP2003042216A (ja) 2001-07-31 2003-02-13 Tokico Ltd 油圧ダンパ
EP1828618B8 (en) * 2004-12-01 2013-05-08 Concentric Rockford, Inc Hydraulic drive system
RU2296890C2 (ru) * 2005-05-05 2007-04-10 Вениамин Яковлевич Вейнберг Привод для устройства автоматического регулирования
CN101357640B (zh) * 2007-07-30 2012-05-23 萱场工业株式会社 铁道车辆的抑制振动装置
DE202007013300U1 (de) 2007-09-21 2009-02-12 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Aktiver hydraulischer Dämpfer und hydraulischer Stellantrieb
DE102010011912A1 (de) 2010-03-18 2011-09-22 Daimler Ag Gasfederdämpfervorrichtung mit einer Motorgeneratorpumpeneinheit
JP5486367B2 (ja) 2010-03-24 2014-05-07 カヤバ工業株式会社 アクチュエータユニット
CN102588382B (zh) * 2012-03-19 2014-11-26 北京航空航天大学 一种直接驱动电静液作动器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5266164A (en) * 1975-11-29 1977-06-01 Fujikoshi Kk Electrohydraulic control circuit
JPS5910505U (ja) * 1982-03-15 1984-01-23 エスエムシ−株式会社 空気圧シリンダにおけるクツシヨンストロ−クの可変機構
JPH11117907A (ja) * 1997-10-15 1999-04-27 Tokimec Inc 液圧源装置を使用した液圧システム
JP2001208004A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Nireco Corp 油圧駆動装置
JP2001214903A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Kayaba Ind Co Ltd 油圧式駆動装置
JP2004510907A (ja) * 2000-10-05 2004-04-08 ルノー　スポール 弁の作動用の装置及び同装置の制御方法
JP2002295413A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Fuji Heavy Ind Ltd 油圧アクチュエータ
JP2010065797A (ja) 2008-09-12 2010-03-25 Kayaba Ind Co Ltd シリンダ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2868931A4

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Publication number Publication date
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