CN111183284A - 增压装置 - Google Patents

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Abstract

增压装置(10)具备在通电作用下进行驱动的驱动部(12)和与该驱动部(12)连结并对压力流体进行增压且输出的增压机构(14)。该增压机构(14)由与驱动源(18)的驱动轴(24)连结并具有斜面部(68)的旋转体(30)和设置成与所述旋转体(30)面对且沿着轴向移动自如的四个活塞(32a～32d)构成。并且，活塞(32a～32d)被旋转体(30)的斜面部(68)依次且连续地向轴向按压，由此在增压室(48)对压力流体进行压缩来增压。在该增压室(48)中被增压的压力流体通过排气用单向阀(36)开阀而通过排出通路(66a、66b)从输出端口(64)排出。

Description

增压装置
技术领域
本发明涉及能够对所供给的压力流体进行增压并输出的增压装置。
背景技术
一直以来，已知有通过对气体、空气等压力流体进行压缩来进行增压并输出的增压装置，例如在国际公开第2013/183586号所公开的增压装置中，旋转轴旋转自如地支承于壳体的内部，并且斜板以相对于轴向倾斜规定角度的方式安装于该旋转轴。另外，在斜板的外周侧卡合有在壳体内行程自如地设置的活塞。并且，通过使旋转轴旋转而使斜板旋转，通过该旋转运动而使活塞沿着轴向被按压而进行往复运动，由此使所述壳体内的压力流体由所述活塞压缩并向外部输出。
近年来，由于在将增压装置设置于生产线等时要求省空间化，因此要求更紧凑的增压装置。
发明内容
本发明的一般目的在于提供一种能够以简单的结构实现小型轻量化的增压装置。
本发明是一种增压装置，包括具有供给端口及输出端口的主体，并且对从供给端口供给的压力流体进行增压并从输出端口输出，
所述增压装置的特征在于，具备：
驱动源，该驱动源设置于主体并在通电作用下进行旋转驱动；
旋转体，该旋转体与驱动源的旋转轴连结并具有相对于旋转轴的轴线倾斜的斜面部；以及
多个活塞，该多个活塞设置成相对于主体的增压室沿轴向移动自如，该多个活塞的端部与斜面部抵接，
通过多个活塞在旋转体的旋转作用下被斜面部沿轴向依次施力，从而在增压室内对压力流体进行压缩来增压。
根据本发明，在构成增压装置的主体设置有在通电作用下进行旋转驱动的驱动源，在该驱动源的旋转轴上连结具有相对于旋转轴的轴线倾斜的斜面部的旋转体，并且多个活塞沿轴向移动自如地设置在主体的增压室，所述多个活塞的端部与旋转体的斜面部抵接。
并且，通过在驱动源的驱动作用下使旋转体旋转，多个活塞被斜面部沿着轴向依次施力，利用该活塞在增压室内对压力流体进行压缩来增压并使其从输出端口输出。
其结果是，通过构成为相对于主体设置多个活塞并通过旋转体的斜面部在轴向上连续地移动，能够以简单的结构对压力流体进行压缩来增压，因此能够实现增压装置的小型轻量化。
附图说明
图1是本发明的实施方式的增压装置的外观立体图。
图2是图1所示的增压装置的分解立体图。
图3是沿着图1的III-III线的剖视图。
图4是沿着图1的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
图6是沿着图3的VI-VI线的剖视图。
图7是沿着图3的VII-VII线的剖视图。
图8是沿着图3的VIII-VIII线的剖视图。
图9是沿着图3的IX-IX线的剖视图。
具体实施方式
如图1～图9所示，该增压装置10包括驱动部12和与该驱动部12连结且能够对压力流体进行增压并输出的增压机构14，所述驱动部12和所述增压机构14沿着轴向(箭头A、B方向)以一条直线状配置。
驱动部12例如由截面为矩形状的壳体(主体)16和收纳于所述壳体16的内部的驱动源18构成。该壳体16形成为一端部侧(箭头A方向)封闭的有底筒状，成为增压机构14侧的另一端部侧(箭头B方向)开口，并且在其四角形成有沿着轴向(箭头A、B方向)贯通的四个螺纹孔20，后述的连结螺栓42插通并螺合于这些螺纹孔20。
另外，在壳体16的一端部设置有进行后述的驱动源18的驱动控制的控制部22(参照图1及图2)。
驱动源18例如是在通电作用下进行旋转驱动的马达，以沿着该壳体16的轴向(箭头A、B方向)被收纳并驱动轴24成为增压机构14侧(箭头B方向)的方式配置，并且插入到后述的增压机构14的第一壳体26内。
增压机构14包括第一及第二壳体(主体)26、28、收纳于所述第一壳体26的内部的旋转体30、收纳于所述第二壳体28并设置成沿轴向移动自如的四个活塞32a～32d、伴随着所述活塞32a～32d的移动而进行开闭的四对进气用单向阀(第一切换阀)34及排气用单向阀(第二切换阀)36、以及将所述第二壳体28的端部封闭的罩部件(主体)38。
第一及第二壳体26、28例如与壳体16同样地分别形成为截面矩形状，所述第一壳体26与驱动部12中的壳体16的另一端部连结，第二壳体28与所述第一壳体26的另一端部连结。并且，在第一及第二壳体26、28的四角分别形成有贯通孔40a、40b且插通有与壳体16的螺纹孔20螺合的连结螺栓42。
在该第一壳体26的内部，在其中央形成有收纳旋转体30及活塞32a～32d的截面为圆形状的空间44，该空间44通过外部气体端口46与所述第一壳体26的外部连通。
另一方面，在第二壳体28形成有收纳活塞32a～32d的四个增压室48，该增压室48以沿着相对于第二壳体28的中心成为规定直径的同一圆周上且沿着周向相互等间隔分离的方式形成，并且以截面为圆形状沿着轴向(箭头A、B方向)贯通。换言之，如图5所示，各增压室48配置为从第二壳体28的轴向观察相互每隔90°分离。
并且，在成为第一壳体26侧(箭头A方向)的增压室48的一端部分别设置有将活塞32a～32d支承为移动自如的杆罩50。
另外，在第二壳体28的一端部与另一端部之间的位置形成有使各增压室48相互连通的连通路52a、52b。该连通路52a、52b沿与第二壳体28的轴线正交的方向延伸而形成两条，如图5所示，沿铅垂方向延伸的一方的连通路52a和沿水平方向延伸的另一方的连通路52b通过在第二壳体28的中心交叉而形成为大致十字状，通过两条连通路52a、52b使配置成对角的两个增压室48相互连通。并且，两条连通路52a、52b各自的一端部贯通至第二壳体28的外侧并与外部连通。
而且，如图6及图7所示，在第二壳体28，在成为罩部件38侧(箭头B方向)的另一端部以面对各增压室48的方式分别设置有一对第一及第二阀室54、56。
该第一及第二阀室54、56以夹着增压室48的轴线相互平行的方式配置，沿着轴向(箭头A、B方向)延伸并贯通至所述第二壳体28的另一端部并且与增压室48连通。在该第一阀室54收纳有后述的进气用单向阀34，在第二阀室56收纳有后述的排气用单向阀36。
并且，在第一阀室54的另一端部安装有具有连通孔58的第一塞子60，第一阀室54经由该连通孔58与后述的罩部件38的供给通路98a、98b连通，在第二阀室56安装有封闭该第二阀室56的第二塞子62。
另外，在第二壳体28的另一端部附近形成有排出由增压机构14增压后的压力流体的输出端口64，该输出端口64在所述第二壳体28的外表面开口并与未图示的配管连接，并且与沿与第二壳体28的轴线正交的方向延伸的两条排出通路66a、66b连通。
如图8所示，一方的排出通路66a沿铅垂方向延伸，另一方的排出通路66b沿水平方向延伸，排出通路66a、66b大致十字状地交叉并且与四个第二阀室56分别连通。换言之，两条排出通路66a、66b相互连通，且所述排出通路66a、66b的两端部分别与第二阀室56连通，由此四个第二阀室56相互连通。并且，在第二阀室56中被增压的压力流体通过排出通路66a、66b向输出端口64流通。
如图2～图4所示，旋转体30例如形成为截面圆形状，其一端部形成为与轴线正交的平面状，驱动源18的驱动轴24与中央部连结。另外，在旋转体30的另一端部具有相对于轴线倾斜规定角度的平面状的斜面部68。
该斜面部68在第一壳体26的空间44中以面对四个活塞32a～32d的方式配置，并具有最靠罩部件38侧(箭头B方向)的顶部70和最靠驱动部12侧(箭头A方向)的底部72，并且形成为将所述顶部70和所述底部72连接成平面状。
并且，旋转体30在第一壳体26的空间44内在驱动源18的驱动作用下与驱动轴24一起在规定方向上以规定转速旋转。
活塞32a～32d由形成为大致恒定直径的杆部74和与该杆部74的另一端部连结的头部76构成，并分别收纳于第二壳体28的增压室48且设置成沿轴向(箭头A、B方向)移动自如。杆部74的一端部形成为大致半球状，并设置成与旋转体30的斜面部68抵接自如，并且杆部74由封闭所述增压室48的一端部的杆罩50支承为移动自如。
头部76形成为截面圆形状，通过紧固螺栓78与杆部74的另一端部同轴地连结，并且设置成经由设置于其外周面的耐磨环80及活塞衬垫82与增压室48的内周面滑动接触。
并且，在活塞32a～32d，在头部76与增压室48的另一端部之间安装有复位弹簧84，该复位弹簧84的弹力始终向驱动部12侧(箭头A方向)被施力。由此，活塞32a～32d的杆部74的一端部从第二壳体28向第一壳体26侧(箭头A方向)突出规定长度并与旋转体30的斜面部68抵接。
如图6所示，进气用单向阀34在第二壳体28的第一阀室54中沿着轴向(箭头A、B方向)移动自如地设置，在罩部件38侧(箭头B方向)具有扩径的阀部86。另外，在进气用单向阀34的阀部86与第一阀室54的一端部之间安装有第一弹簧(弹簧)88，阀部86通过第一弹簧88的弹力被朝向罩部件38侧施力而与第一塞子60抵接。由此，第一塞子60的连通孔58沿着阀部86被封闭。
排气用单向阀36形成为与进气用单向阀34大致相同的形状，并以成对的方式设置，在第二壳体28的第二阀室56中沿着轴向(箭头A、B方向)移动自如地设置，在驱动部12侧(箭头A方向)具有扩径的阀部90。即，排气用单向阀36以该阀部90与进气用单向阀34的阀部86沿着轴向相互错开的方式配置。
另外，在排气用单向阀36的阀部90与第二塞子62之间安装有第二弹簧(弹簧)92，阀部90通过第二弹簧92的弹力被朝向驱动部12侧(箭头A方向)施力，从而阀部90同与增压室48的边界部抵接，切断所述增压室48与第二阀室56的连通。
罩部件38例如形成为与第一及第二壳体26、28大致相同截面的截面矩形状，在其四角形成有供连结螺栓42插通的四个插通孔94。
并且，四根连结螺栓42在插通于罩部件38的插通孔94、第一及第二壳体26、28的贯通孔40a、40b后，与壳体16的螺纹孔20螺合。由此，罩部件38与第二壳体28的另一端部连结，并且第一及第二壳体26、28及壳体16沿着轴向以一条直线状连结。
另外，在罩部件38的外表面形成有供给压力流体的供给端口96，该供给端口96在与第二壳体28的输出端口64成为同一方向的外表面开口并连接有未图示的配管。
如图9所示，供给端口96与在与罩部件38的轴线正交的方向上延伸的两条供给通路98a、98b连通，一方的供给通路98a沿铅垂方向延伸，另一方的供给通路98b在水平方向上延伸，供给通路98a、98b以大致十字状相互交叉，并且通过第一塞子60的连通孔58分别与四个第一阀室54连通(参照图6)。
换言之，两条供给通路98a、98b彼此连通，且在所述供给通路98a、98b的两端部附近与第一阀室54分别连通，由此四个第一阀室54相互连通。
并且，从供给端口96供给的压力流体通过供给通路98a、98b从连通孔58向第一阀室54供给，由此按压进气用单向阀34而向增压室48导入。
本发明的实施方式的增压装置10基本上如以上那样构成，接着对其动作及作用效果进行说明。
首先，通过从未图示的压力流体供给源向供给端口96供给压力流体，该压力流体通过两条供给通路98a、98b分别向第一塞子60的连通孔58流通。该压力流体将进气用单向阀34向驱动部12侧(箭头A方向)按压，由此进气用单向阀34克服第一弹簧88的弹力而移动，压力流体通过四个第一阀室54分别向各增压室48导入。
另外，同时地，通过向驱动部12的驱动源18通电来使驱动轴24旋转，通过旋转体30向规定方向旋转，与所述旋转体30的斜面部68抵接的各活塞32a～32d分别被沿着轴向(箭头A、B方向)按压而开始移动。
此时，活塞32a～32d通过复位弹簧84的弹力始终向旋转体30侧(箭头A方向)沿着轴向被施力而处于该杆部74与斜面部68抵接的状态。因此，活塞32a～32d在与斜面部68的底部72抵接的状态下，成为向驱动部12侧(箭头A方向)移动的状态，另一方面，在与顶部70抵接的状态下，成为所述活塞32a～32d向罩部件38侧(箭头B方向)移动的状态。
因此，例如，在图4所示的状态下，活塞32a通过旋转体30的顶部70克服复位弹簧84的弹力而被向罩部件38侧(箭头B方向)按压，利用该头部76对增压室48内的压力流体进行压缩来增压。另一方面，活塞32c与所述旋转体30的底部72对置而抵接，因此成为被复位弹簧84的弹力按压而向最靠驱动部12侧(箭头A方向)移动的状态。
另外，活塞32b、32d成为与在斜面部68中成为顶部70与底部72之间的中间部位抵接的状态，因此处于所述活塞32a与活塞32c的中间位置。
这样，随着旋转体30的旋转，与活塞32a～32d抵接的斜面部68从顶部70连续地变化至底部72，由此所述活塞32a～32d沿着周向依次且连续地沿着轴向往复动作，每当向罩部件38侧移动时，对导入增压室48内的压力流体进行压缩来增压。换言之，相对于各活塞32a～32d的轴线倾斜的旋转体30的斜面部68与各活塞32a～32d连续地抵接而被按压，而且，通过所述斜面部68旋转而沿着轴向往复动作。
并且，在活塞32a～32d的移动作用下被压缩的压力流体从增压室48向第二阀室56流动，排气用单向阀36通过被增压成规定压力的压力流体克服第二弹簧92的弹力而成为开阀状态。
通过该排气用单向阀36向罩部件38侧(箭头B方向)移动，将第二阀室56与排出通路66a、66b连通而被增压的压力流体通过排出通路66a、66b从输出端口64排出。该被增压的压力流体例如被送至蓄压罐进行储存，并且通过从该蓄压罐供给至致动器等而被利用。
即，通过旋转体30旋转，四个活塞32a～32d沿着轴向依次且连续地移动，伴随于此，依次压缩增压室48内的压力流体，并且从达到规定压力的增压室48依次使排气用单向阀36开阀，由此从输出端口64向外部排出压力流体。
如上所述，在本实施方式中，具备在通电作用下进行驱动的驱动部12和与该驱动部12连结并能够对压力流体进行增压并输出的增压机构14，该增压机构14具有收纳于第一壳体26的内部的旋转体30、收纳于第二壳体28并设置成沿轴向移动自如的四个活塞32a～32d、伴随着所述活塞32a～32d的移动而进行开闭的四对进气用单向阀34及排气用单向阀36、以及封闭所述第二壳体28的端部的罩部件38。
并且，通过在驱动部12的驱动作用下使旋转体30旋转，并利用该斜面部68使各活塞32a～32d依次且连续地沿着轴向往复运动，从而能够对供给到收纳有活塞32a～32d的增压室48内的压力流体进行压缩来增压。
其结果是，通过构成为将四个活塞32a～32d沿周向配置，使具有斜面部68的旋转体30在驱动部12的驱动作用下旋转，能够使所述活塞32a～32d在轴向上连续地移动，从而能够使能够对压力流体进行压缩而增压的增压装置10小型轻量化。
换言之，四个活塞32a～32d设置于比旋转体30的外周面靠径向内侧的位置，因此不会向径向外侧大型化，能够实现小型化。
另外，通过使活塞32a～32d中的杆部74的端部为大致半球状，即使在旋转体30旋转的情况下，也能够始终可靠且稳定地与倾斜的斜面部68抵接，使所述活塞32a～32d稳定地沿着轴向移动。
而且，具备在面向活塞32a～32d的端面具有斜面部68的旋转体30，使该旋转体30在驱动部12的驱动作用下旋转，由此能够依次按压以在周向上相互分离的方式配置的各活塞32a～32d而使其在轴向上移动。因此，能够利用各活塞32a～32d依次且连续地压缩压力流体并进行增压。
另外，在所述增压装置10中，对包含具有四个活塞32a～32d、四对进气用单向阀34及排气用单向阀36的增压机构14的结构进行了说明，但并不限定于此，只要构成为活塞32a～32d的数量与进气用单向阀34及排气用单向阀36的数量成对，则数量并没有特别限定。
此外，本发明的增压装置不限于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的情况下采用各种结构。

Claims (6)

1.一种增压装置，包括具有供给端口(96)及输出端口(64)的主体(16、26、28、38)，并且对从所述供给端口(96)供给的压力流体进行增压并从所述输出端口(64)输出，所述增压装置(10)的特征在于，具备：
驱动源(18)，该驱动源设置于所述主体(16、26、28、38)并在通电作用下进行旋转驱动；
旋转体(30)，该旋转体与所述驱动源(18)的旋转轴(24)连结并具有相对于该旋转轴(24)的轴线倾斜的斜面部(68)；以及
多个活塞(32a～32d)，该多个活塞设置成相对于所述主体(16、26、28、38)的增压室(48)沿轴向移动自如，该多个活塞的端部与所述斜面部(68)抵接，
通过所述多个活塞(32a～32d)在所述旋转体(30)的旋转作用下被所述斜面部(68)沿轴向依次施力，从而在所述增压室(48)内对所述压力流体进行压缩来增压。
2.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于，
所述多个活塞(32a～32d)在以所述主体(16、26、28、38)的轴线为中心的圆周上沿着周向设置，并且配置于比所述旋转体(30)的外周面靠径向内侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的增压装置，其特征在于，
所述活塞(32a～32d)的与所述旋转体(30)抵接的端部形成为大致半球状。
4.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于，
在所述增压室(48)设置有切换机构，在供给所述压力流体时，该切换机构使所述增压室与所述供给端口(96)连通，在排出所述压力流体时，该切换机构使所述增压室与所述输出端口(64)连通。
5.根据权利要求4所述的增压装置，其特征在于，
所述切换机构由仅在供给所述压力流体时进行开阀的第一切换阀(34)和仅在排出所述压力流体时进行开阀的第二切换阀(36)构成。
6.根据权利要求5所述的增压装置，其特征在于，
所述第一切换阀(34)及所述第二切换阀(36)在弹簧(88、92)的弹力作用下分别落座而成为闭阀状态，在基于所述压力流体的按压作用下开阀。
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