JP2002266801A - 負荷が小さいときは低圧力で負荷が大となったときは高圧力の液状流体を供給する設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの負荷が小さいときは貯槽からのオイ
ルに依る低圧力を、負荷が大となったときは自動的に高
圧力のオイルを供給でき、そして複数のワークを任意の
ときにランダムに作業を行わせること。 【構成】 供給されるエアーに依り、或は油圧ポンプ２
により逆止弁４を介して供給されるオイルで加圧された
エアーに依り加圧され、定められた範囲にオイルが供給
された貯槽１、とシリンダー用切替弁１２と流量調整弁
１３を介して管路１４、作動用管路１５により連通した
増圧機構を持ったシリンダー装置１１を持つ。 【効果】 低圧力のオイルと、ワークが必要とする任意
のとき自動的に高圧力のオイルを供給すること。そして
複数のワークを任意のときランダムに作業を行わせるこ
と。油圧ポンプ２の動力を小とできること。設置費と運
転コストを安価にできること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】一般に使用流体はオイルとエアー
が使われるので、以下の説明では液状流体はオイル、気
体はエアーとし、貯槽より供給されるオイルは低圧力オ
イル、増圧シリンダーで増圧して供給されるオイルは高
圧力オイルとする。本発明は、エアーに依り加圧されて
いるオイル貯槽と、増圧機構を持ったシリンダー装置に
依り、低圧力のオイルとワークが必要とする任意のと
き、自動的に高圧力のオイルを供給することができる。
圧力源の例えば油圧ポンプの供給圧力の範囲で低圧力オ
イルの圧力を任意に設定ができ、更に短期間に多量の低
圧力オイルを供給することができる。オイル供給設備、
即ち油圧ポンプ設備である。次に既設の油圧ポンプ設備
に本発明の設備を取り付ける事に依り、短時間に多量の
オイルを供給することができる、そしてワークの負荷が
小さい時は低圧力オイルを負荷が大となったときは高圧
力オイルを供給することができる、更に複数のワークを
任意のときにランダムに作業を行わせることのできる、
油圧ポンプ設備となる。

【０００２】

【従来の技術】一般に低圧力の多量のオイルと高圧力の
少量のオイルを必要とするワークにおいて、従来の油圧
ポンプ設備では、（イ）それぞれ電動機を持った、低圧
力用と高圧力用の油圧ポンプの組合せ、（ロ）共通の電
動機を持った、低圧力用と高圧力用の油圧ポンプの組合
せ、（ハ）高圧力用の油圧ポンプの管路より分枝し、減
圧弁に依り低圧力のオイルを得、低圧力のオイルと高圧
力のオイルを供給する、（ニ）圧力補償形の高圧用可変
吐出形油圧ポンプが考えられる。（イ）（ロ）（ハ）の
場合、低圧力から高圧力への切替え或は高圧力から低圧
力への切替えにリミットスイッチ、圧力スイッチ、光セ
ンサーその他各種のセンサーと、各種の電磁弁それらの
使用の伴ういろいろの器具の組合せで行っていた。
（ニ）の場合は、ワークへ供給されるオイル圧力の上昇
に伴い自動的にオイルの供給量を変えることは出来る
が、油圧ポンプは高圧力用のものを用いなければならな
い不利益があった。これまでの説明はワークを１基を使
用する場合についてであった。複数の例えば１０基の前
記のワークを、任意の時間にランダムに作業する必要が
あるとき、（イ）（ロ）（ハ）の油圧ポンプの設備の内
いずれか１基で１０基のワークの作業をさせる場合、前
記のセンサー、電磁弁、器具をそれぞれのラインで必要
とするので計装設備は更に複雑になる、また１０基のワ
ークが同時に作業を行う場合もあり、そのときは多量の
オイルを必要とする、また１基のみで作業する場合もあ
り、効率は悪く不経済である。いずれにしても多額の設
備費と、作業を行うための運転コストは多額なものとな
る。又設備を施工するための時間を必要とした。次に低
圧力の供給オイル量をあまり変えずに圧力のみを任意に
変える（例えば１メガパスカルから３メガパスカルにす
る）ことは、これまでの油圧ポンプ設備では動力が増大
するので（例の場合は約３倍となる）そのような使われ
方はほとんど無かった。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】（ホ）設備費を安価に
すること、（ヘ）設備に要する時間を短くすること、
（ト）作業を行うのにに必要な運転コストを安価にする
こと、（チ）複数のワークを任意の時にランダムに作業
を行わせること、（リ）低圧力オイルの圧力を任意に変
更することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、オイルの入っ
た貯槽をエアーで加圧し、増圧機構を持ったシリンダー
装置にオイルを供給する。ワークの負荷が小さいとき
は、低圧力オイルをそのまま負荷に供給して作業を行
う、そして負荷が大となったときは、自動的に増圧機構
を持ったシリンダー装置の内部で作られた高圧力のオイ
ルを供給して作業を行う、この低圧力のオイルから高圧
力のオイルへの切替えに各種のセンサー、電磁弁、それ
らの設置に伴う器具等を必要とせず、自動的に行うこと
が出来るので計装の設備費は不要となり、それに伴う電
気設備も無いので、“０００３”の（ホ）（ヘ）は解決
する。

【０００５】次にエアーで加圧された貯槽のオイルは、
ワークに供給されるので油圧ポンプ等に依り補充するこ
とが必要となる、この際油圧ポンプを定められた上の液
面で“オフ”下の液面で“オン”となる様にしておけば
オイルが上と下の液面にある間は油圧ポンプはオフの状
態であり停止している。次に複数のワークがランダムに
作業を行う場合、或る時間帯に全ワークが同時に作業を
行うことも有り、そのときが最大のオイル使用量とな
る、例えば６０リットルのオイルを２０秒間必要とする
場合、これを補充するのに１分間で行うものとすれば、
油圧ポンプは毎分２０リットルを供給するもので良い事
となる、即ち油圧ポンプの動力は小となり作業中の油圧
ポンプの運転時間も短縮されるので作業の運転コストは
低くなり（ト）は解決する。

【０００６】更に貯槽の油面の面積（被加圧面積）はオ
イル供給用の管路の断面積（被加圧面積）に比しはるか
に大きく、且つ管路の断面積はオイルの供給量に対し必
要な面積とすることが出来るので、短時間に多量のオイ
ルを供給することができる、この際、前記で説明したよ
うに動力は小さくても良いので（チ）は解決する。

【０００７】次にエアー圧力は、貯槽の油圧ポンプがオ
フとなり停止する定められた液面までオイルを供給し、
エアーコンプレッサーに依り定められた圧力を常時かけ
ておく（汎用の市販のコンプレッサーは１メガパスカル
以下の圧力である）、そして定められた下の液面に達す
れば、油圧ポンプをオンとしてオイルを供給する、この
際油圧ポンプはコンプレッサーの最大圧力より大きい供
給圧力を必要とする。そして低圧力のオイル圧力が、１
メガパスカル以上を必要とするとき、例えば３メガパス
カルから４メガパスカルを必要とするとき、汎用のコン
プレッサーでは困難で、そのときは４メガパスカル以上
の供給圧力を持つ油圧ポンプを用い逆止弁を介して貯槽
にオイルを供給する、貯槽のエアーの出入り口を閉とす
れば、オイルの供給に伴いエアーは圧縮されエアー圧力
は上昇する、そして４メガパスカルに達すれば、油圧ポ
ンプをオフとし停止させる、そしてオイルが流出して３
メガパスカルになれば、油圧ポンプをオンとしてオイル
を供給させることに依り（リ）は解決する。

【０００８】この油圧ポンプに依りオイルを供給し、定
められた圧力のとき定められた液面で油圧ポンプをオフ
とするには、例えば４メガパスカルで油圧ポンプをオフ
とする場合、コンプレッサーで１メガパスカルのエアー
を入れておく、そして油圧ポンプをオンとしてオイルを
供給する、このときエアーの占める容積が４分の１とな
る高さまでオイルを供給すれば、エアーの圧力は約４メ
ガパスカルとなり貯槽内のオイルを加圧する。なお貯槽
に供給されるエアー圧力は、減圧弁に依り任意に変更す
ることができる。

【０００９】次に貯槽のオイルが必要とする最大圧力で
のエアー室の最適の容積を定める、コンプレッサーより
適当な圧力のエアーを供給しその圧力の状態を保つ、そ
して前記のエアー圧力で前記のオイルの最大圧力を除し
た数値を、前記の最適の容積に乗じた容積に等しくなる
ように油圧ポンプに依りオイルを供給する（このときの
エアー圧力は前記の圧力と同じにしておく）、そしてコ
ンプレッサーに連通する管路を閉とし貯槽を密封する、
そして前記のオイルが必要とする最大圧力でのエアー室
の最適の容積になるまでオイルを供給する。このオイル
の液面が、貯槽が必要とする近似の最大オイル圧力で、
圧力計に依り調整する、同様に貯槽のオイルが必要とす
る最小圧力でのオイルの液面を定めることができる、即
ちオイルの液面を定めることに依り貯槽のオイル圧力を
定めることができる。

【００１０】

【作用】構造が比較的に簡単であること、ワークに供給
する低圧力オイルの圧力を、貯槽に供給する油圧ポンプ
の供給圧力の範囲で任意に変更できること、短時間に多
量の低圧力オイルを供給できること、低圧力のオイルか
ら高圧力のオイルに替えるのに、ワークの負荷の増大に
依り自動的に行われること、そのため各種のセンサーと
電磁弁、そしてそれらを使用するために用いられる器具
が不要となり、それに使用する計装設備と電気設備が不
要となる。多数のワークを任意の時にランダムに作業を
行わせることが出来る。経済面では、設置費と作業を行
うための運転コストを安値にできること、短時間に設置
できることである。

【００１１】

【実施例】実施例について図１に依り説明する、貯槽１
は油圧ポンプ２に依り逆止弁４を介して管路７に依りオ
イルが供給される。そして定められた上の液面（圧力）
になれば、圧力スイッチ８が作動し油圧ポンプ２はオフ
となり停止する、そして定められた下の液面（圧力）に
なれば、圧力スイッチ８が作動して油圧ポンプ２はオン
となり、オイルが供給される構造とする。この際、必要
とする低圧力オイルの圧力が、管路９より供給されるエ
アー圧力より大のときは、バルブ１０を閉とし油圧ポン
プ２に依り供給されるオイルに依り、必要とするエアー
圧力を得るものとする。

【００１２】次に増圧機構を持ったシリンダー装置１１
は、シリンダー用切替弁１２と流量調整弁１３を介して
作動用管路１５と管路１４とでそして復帰用管路１６と
管路１４とに依り貯槽１に連通する。そして作動用管路
１５と復帰用管路１６はそれぞれシリンダー用切替弁１
２を介してオイルタンク６に連通した管路１７に連通す
る。この際、作動用管路１５にオイルが供給されるとき
は復帰用管路１６は大気圧となり、復帰用管路１６にオ
イルが供給されるときは作動用管路１５は大気圧となる
ものとする。

【００１３】作業について説明する、ワークの負荷が小
であるとする、貯槽１のオイルは管路１４、シリンダー
用切替弁１２と流量調整弁１３を介して増圧機構を持っ
たシリンダー装置１１に入り管路１８を通り負荷に供給
される。次にワークの負荷が大になると管路１８のオイ
ル圧力は上昇する、そして定められた圧力になると、増
圧機構を持ったシリンダー装置が自動的に作動し、高圧
力オイルを管路１８よりワークに供給する。復帰につい
て、作業が終わるとシリンダー用切替弁１２を切替え
る、管路１８のオイルは増圧機構を持ったシリンダー装
置１１作動用管路１５と流量調整弁１３とシリンダー用
切替弁１２を介して管路１７を通りオイルタンク６に入
る。図１では５基の増圧機構を持ったシリンダー装置１
１があり、それぞれワークに連通している。この際ワー
クの仕様がそれぞれ異なっていても差しつかえなく、そ
のときはその仕様にあった増圧機構を持ったシリンダー
装置１１を用いればよい。流量調整弁１３は逆止弁付の
ものを使えば復帰の時のオイルの帰りを速くすることが
できる。

【００１４】図２は増圧機構を持ったシリンダー装置１
１の一つの例を示したものである。増圧機構について説
明する。ピストン１９の嵌装したシリンダー２０と作動
用管路１５に弁機構ブロック２６を介して連通した第１
室２１と復帰用管路１６に連通した第２室２２を持つ、
第３室２３は作動用管路１５に通路２４と通路２５に依
り連通する、そして更に管路１８に依り負荷に連通して
いる。次に弁機構ブロツク２６の作動については、ワー
クに低圧力のオイルを供給しているとき、復帰用管路１
６は大気圧である、弁体２７はスプリング２８に依り、
第３室２３に連通した通路２９は閉となっている、次に
負荷が大となり管路１８に連通した第３室２３のオイル
圧力上昇すると通路２９のオイル圧力も上昇し定められ
た圧力以上になると、スプリング２８の力に抗して弁体
２７は図上右方に移動し、通路２９と第１室２１は連通
する、そして作動用管路１５のオイルは第１室２１に流
入する。次に復帰について、シリンダー用切替弁１２を
切替える、作動用管路１５は大気圧となる、弁体２７は
スプリング２８に依り図上左方に移動し、通路２９は閉
となろうとする、しかし復帰用管路１６の連通したシリ
ンダー室３１に嵌装した弁用ピストン３２はシリンダー
室３１が加圧されるので、弁体２７は図上右方に移動し
て、通路２９と第１室２１は連通する。

【００１５】作動について説明する、ワークの負荷が小
であるものとする、低圧力オイルは作動用管路１５と第
３室２３を通り管路１８に供給され負荷を加圧する。負
荷が大となったとする、第３室２３のオイル圧力は上昇
するそして通路２９の圧力も上昇し、定められた圧力以
上になると弁体２７は移動し通路２９と第１室２１は連
通しオイルは第１室２１に供給される、ピストン１９は
移動しロッド３０は、通路２４と第３室２３の連通を閉
とし第３室２３に突出する、そして第１室２１のオイル
圧力に、ピストン１９の被加圧面積をロッド３０の加圧
面積で除した数値を乗じたオイル圧力が、第３室２３に
発生し、管路１８へ高圧オイルを供給する。次に復帰に
ついては、シリンダー用切替弁１２を切替える、弁体２
７は図上右方に移動しているので、第１室２１と通路２
９は連通する、復帰用管路１６に供給されたオイルに依
り、第２室２２は加圧され、ピストン１９は移動し、第
１室２１のオイルは作動用管路１５より流出する、そし
て第３室２３と通路２４の連通も開となり管路１８より
のオイルと第３室２３のオイルは作動用管路１５を通り
流出する。

【００１６】図２に於いて、第３室２３に、外部に突出
するロッドと一体化したピストンを嵌装し、第３室２３
の加圧に依り作業を行うシリンダー装置、即ち増圧機構
を持ったシリンダー装置に負荷となる装置を取付け、作
業を行わせることもできる。

【００１７】

【発明の効果】圧力源の油圧ポンプの供給オイル量に比
し多量のオイルを供給できること。低圧力オイルの供給
オイル圧力を任意に定められること（圧力源の油圧ポン
プの供給圧力の範囲）。ワークの負荷の増大に伴う、オ
イルの低圧力から高圧力への切替えに、各種のセンサー
や電磁弁それらを使用するに伴う器具を使用せず自動的
に行うこと。複数のワークを、任意の時間にランダムに
働かせることができること。設備が比較的に簡単で短時
間で設備ができること。設備が安価であること。作業を
行う運転コストが安価であることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示した回路図

【図２】増圧機構を持ったシリンダー装置の実施例を示
した縦断面図。

【符号の説明】

１ 貯槽 ２ 油圧ポンプ ３ 電動機 ４ 逆止弁 ５ フィルター ６ オイルタンク ７、９、１４、１７、１８ 管路 ８ 圧力スイツチ １０ バルブ １１ 増圧機構を持ったシリンダー装置 １２ シリンダー用切替弁 １３ 流量調整弁 １５ 作動用管路 １６ 復帰用管路 １９ ピストン ２０ シリンダー ２１ 第１室 ２２ 第２室 ２３ 第３室 ２４、２５、２９ 通路 ２６ 弁機構ブロック ２７ 弁体 ２８ スプリング ３０ ロッド ３１ シリンダー室 ３２ 弁用ピストン３３ 液室ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定められた範囲に液状流体を供給する管路
   に連通し気体圧力に依り加圧される貯槽と、前記の貯槽
   に連通し圧力が小さいときは前記の液状流体をそして圧
   力が大となったときは内部で作られた圧力に依る液状流
   体を供給する増圧機構を持ったシリンダー装置を持つ、
   負荷が小さいときは低圧力で負荷が大となったときは高
   圧力の液状流体を供給する設備。