JP2005133879A - 空油変換増圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 機器の全長を増やさずに、空気圧シリンダをダブルピストンにして出力をほぼ２倍にすることができる空油変換増圧器を提供する。
【解決手段】 主ピストン１１を摺動自在に内装した主空気圧シリンダ１に、これよりも小径の油圧シリンダ７が軸方向に直結されて、主ピストン１１と一体摺動する増圧ロッド１０が油圧シリンダ７内に挿入するとともに、該油圧シリンダ７を内蔵する副空気圧シリンダ２が主空気圧シリンダ１に軸方向に直結されて、油圧シリンダ７と二重シリンダ構造をなしている。この副空気圧シリンダ２内には、副ピストン１２が主ピストン１１と連結ロッド１３・１４で連結されて主ピストン１１と一体摺動するように内装され、この副空気圧シリンダ２は、主空気圧シリンダ１と同時に空気圧を供給されて副ピストン１２を主ピストン１１と同方向に推進し、増圧ロッド１０に対し主ピストン１１による推力に更に副ピストン１２による推力を加えた推力を付与する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、空気圧を増圧して油圧に変換する空油変換増圧器に関する。

この種の増圧器として、特許文献１（実公昭６１−１４６４３号公報）に開示されている構造のものが旧くから知られており、本出願人は現在もその製造・販売を続けている。図１及び図２にその構造を示す。

この従来の空油変換増圧器は、空気圧シリンダＡとこれより小径の油圧シリンダＢとが軸方向に直結され、空気圧シリンダＡ内を摺動するピストンＣに増圧ロッドＤを突設し、ピストンＣを空気圧で推進して増圧ロッドＤを油圧シリンダＢ内に押し入れることにより、油圧シリンダＢより増圧された油圧が出力される。空気圧シリンダＡ上には、油圧シリンダＢとの間で油液が流通するアキュームレータＥが搭載されている。

この空油変換増圧器の場合、ピストンＣのストロークが増圧ロッドＤによる増圧所要ストロークＳとなるので、機器の全長（全体の外形長さ）はこのストロークＳの２倍以上となる。

このような構造を基本として、空気圧シリンダをダブルピストンにして出力を２倍にしたい場合、図３に示すような構造にすることが考えられる。すなわち、空気圧シリンダを第１の空気圧シリンダＡ１と第２の空気圧シリンダＡ２とを軸方向に連設した２連シリンダ構造として、第２の空気圧シリンダＡ２の外端に油圧シリンダＢを直結する。増圧ロッドＤは、第１の空気圧シリンダＡ１内を摺動する第１のピストンＣ１に突設され、第２の空気圧シリンダＡ２を貫通して油圧シリンダＢ内に突入する長さとする。第２の空気圧シリンダＡ２内を摺動する第２のピストンＣ２をこの増圧ロッドＤの中途に固定して、第１のピストンＣ１と一体に摺動する構造とする。

しかし、このようにすると図１の場合に比べて、機器の全長が第２の空気圧シリンダＡ２の長さ分だけ長くなる。つまり、全長が増圧ロッドＤによる増圧所要ストロークＳの３倍以上になってしまう。
実公昭６１−１４６４３号公報

そこで、本発明の目的は、機器の全長を増やさずに、空気圧シリンダをダブルピストンにして出力をほぼ２倍にすることができる空油変換増圧器を提供することにある。

本発明による空油変換増圧器は、主ピストンを摺動自在に内装した主空気圧シリンダに、これよりも小径の油圧シリンダが軸方向に直結されて、主ピストンと一体摺動する増圧ロッドが油圧シリンダ内に挿入するとともに、該油圧シリンダを内蔵する副空気圧シリンダが主空気圧シリンダに軸方向に直結されて、油圧シリンダと二重シリンダ構造をなしている。この副空気圧シリンダ内には、副ピストンが主ピストンと連結ロッドで連結されて主ピストンと一体摺動するように内装され、この副空気圧シリンダは、主空気圧シリンダと同時に空気圧を供給されて副ピストンを主ピストンと同方向に推進し、増圧ロッドに対し主ピストンによる推力に更に副ピストンによる推力を加えた推力を付与する。

その具体的態様としては、請求項２〜６でそれぞれ特定しているように、次のような構成が好ましい。
副ピストンは、油圧シリンダの外周面と副空気圧シリンダの内周面との間でこれらに沿って摺動する断面環状になっている。（請求項２）

主ピストンと副ピストンとを連結する連結ロッドに、主空気圧シリンダ内と副空気圧シリンダ内とを連通する空気圧通路が設けられている。（請求項３）

主空気圧シリンダの端部を閉じるヘッド側カバーに、ピストン前進用の空気圧のためのヘッド側ポート、副空気圧シリンダの端部を閉じるロッド側カバーに、ピストン後退用の空気圧のためのロッド側ポートが設けられている。（請求項４）

主空気圧シリンダの本体と副空気圧シリンダの本体とは、一つのチューブで一体になっており、このチューブ内に設置した隔壁で内部を区画されている。（請求項５）

油圧シリンダは、隔壁と副空気圧シリンダの端部を閉じるロッド側カバーとに両端を保持されている。（請求項６）

本発明によれば、主空気圧シリンダに直結された副空気圧シリンダが、同じく主空気圧シリンダに直結された小径の油圧シリンダを内蔵して、この油圧シリンダと二重シリンダ構造をなし、増圧ロッドに対して、主空気圧シリンダの主ピストンによる推力に、更に副空気圧シリンダの副ピストンによる推力を加えた推力を付与するので、機器の全長を増やさずに、油圧出力をほぼ２倍にすることができる。

請求項２のような態様にすると、副ピストンを油圧シリンダと副空気圧シリンダとの間でこれらに沿って安定して摺動させることができる。

請求項３のような態様にすると、主ピストンと副ピストンとを連結する連結ロッドによって、主空気圧シリンダ内と副空気圧シリンダ内とを結ぶ空気圧通路を形成できるので、流路構成を簡素にできる。

請求項４のような態様にすると、空気圧の給排を通常の空気圧シリンダと同様に行える。

請求項５のような態様にすると、主空気圧シリンダと副空気圧シリンダが単純化され、その製作が容易になる。

請求項６のような態様にすると、副空気圧シリンダ内への油圧シリンダの組み込みを容易に行える。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図４は、本実施例の空油変換増圧器の軸線に沿った水平断面図、図５は同じく垂直断面図で、図４はピストンが０ストローク時の状態、図５はフルストローク時の状態である。

この空油変換増圧器は、主空気圧シリンダ１と副空気圧シリンダ２とが、共通の本体となる一つの円筒形チューブ３内の中途に隔壁４を設置することにより一体に連設され、主空気圧シリンダ１の端部はヘッド側カバー５で、また副空気圧シリンダ２の端部はロッド側カバー６で閉じられ、外観は単一の空気圧シリンダのようになっている。従って、主空気圧シリンダ１と副空気圧シリンダ２とは内径及び外径が同じである。

副空気圧シリンダ２内には、それよりも内径・外径がはるかに小さい油圧シリンダ７が、その両端部を隔壁４の中央とロッド側カバー６の中央とに保持して設置され、副空気圧シリンダ２とで二重シリンダ構造をなしている。油圧シリンダ７の外端は、その内部に嵌合したボルト状のカバー８で閉じられているが、内端は隔壁４の内部で開口している。カバー８には、内外を貫通する油吐出口９が設けられている。

主空気圧シリンダ１内には、増圧ロッド１０を片面中央に突設した円板状の主ピストン１１が摺動自在に嵌装されているのに対し、副空気圧シリンダ２内には、断面環状の副ピストン１２が、油圧シリンダ７の外周面と副空気圧シリンダ２の内周面（チューブ３の内周面）に沿って摺動するように嵌装されている。これら主ピストン１１と副ピストン１２とは、増圧ロッド１０の両側で平行に延びて隔壁４を摺動自在に貫通する２本の連結ロッド１３・１４によって連結され、一体となって摺動する。なお、連結ロッド１３・１４の本数は２本に限らない。

連結ロッド１３には、主空気圧シリンダ１内と副空気圧シリンダ２内、つまり主ピストン１１の片側に形成される主空気圧シリンダ１のヘッド側室１ａと、副ピストン１２の片側に形成される副空気圧シリンダ２のヘッド側室２ａとを連通する空気圧通路１５が設けられている。

増圧ロッド１０は、隔壁４の中央に設けられた案内孔１６を摺動自在に貫通して油圧シリンダ７内に挿入する。

ヘッド側カバー５には、主空気圧シリンダ１のヘッド側室１ａへの空気圧を給排するためのヘッド側ポート１７、ロッド側カバー６には、副空気圧シリンダ２のロッド側室２ｂへの空気圧を給排するためのロッド側ポート１８が設けられている。また、主空気圧シリンダ１には、そのロッド側室１ｂを大気開放する大気開放孔１９が隔壁４の近傍に設けられている。

このように構成された空油変換増圧器において、図４の状態からヘッド側ポート１７を通じて主空気圧シリンダ１のヘッド側室１ａへ空気圧を供給すると、その空気圧は、連結ロッド１３の空気圧通路１５を通じて副空気圧シリンダ２のヘッド側室２ａにも流入するため、主ピストン１１と副ピストン１２とが同じ方向の空気圧を同時に受ける。

これにより増圧ロッド１０には、主ピストン１１による推力に更に副ピストン１２による推力を加えた推力が加わり、増圧ロッド１０は、主ピストン１１と副ピストン１２の両者を合わせた推力で油圧シリンダ７内に挿入していき、油圧シリンダ７内の油を油吐出口９から増圧出力する。その動作は、副ピストン１２がロッド側カバー６に達するストロークエンドまで行われる。副ピストン１２がロッド側カバー６に達しても、主ピストン１１は隔壁４までは届かない。

主副両ピストン１１・１２を戻すには、ロッド側ポート１８から副空気圧シリンダ２のロッド側室２ｂへ空気圧を供給し、副ピストン１２に逆向きの空気圧を与える。

以上、本発明の最良の形態について説明したが、主空気圧シリンダ１と副空気圧シリンダ２とは、それぞれの本体チューブを別体として両者共通のカバー（隔壁４に代わるもの）で直結してもよい。また、これら両シリンダ内を連通する空気圧通路は主空気圧シリンダ１の本体チューブに設けてもよい。

従来例の断面図である。 その正面図である。 図１のものをダブルピストン構造とする場合の概要断面図である。 本発明の実施例の軸線に沿った水平断面図で、ピストンが０ストローク時の状態である。 同じく垂直断面図で、フルストローク時の状態である。

符号の説明

１ 主空気圧シリンダ
１ａ ヘッド側室
１ｂ ロッド側室
２ 副空気圧シリンダ
２ａ ヘッド側室
２ｂ ロッド側室
３ チューブ
４ 隔壁
５ ヘッド側カバー
６ ロッド側カバー
７ 油圧シリンダ
８ カバー
９ 油吐出口
１０ 増圧ロッド
１１ 主ピストン
１２ 副ピストン
１３・１４ 連結ロッド
１５ 空気圧通路
１６ 案内孔
１７ ヘッド側ポート
１８ ロッド側ポート
１９ 大気開放孔

Claims (6)

1. 主ピストンを摺動自在に内装した主空気圧シリンダに、これよりも小径の油圧シリンダが軸方向に直結されて、前記主ピストンと一体摺動する増圧ロッドが油圧シリンダ内に挿入するとともに、該油圧シリンダを内蔵する副空気圧シリンダが前記主空気圧シリンダに軸方向に直結されて、油圧シリンダと二重シリンダ構造をなし、この副空気圧シリンダ内には、副ピストンが前記主ピストンと連結ロッドで連結されて主ピストンと一体摺動するように内装され、この副空気圧シリンダは、主空気圧シリンダと同時に空気圧を供給されて副ピストンを主ピストンと同方向に推進し、増圧ロッドに対し主ピストンによる推力に更に副ピストンによる推力を加えた推力を付与することを特徴とする空油変換増圧器。
2. 副ピストンは、油圧シリンダの外周面と副空気圧シリンダの内周面との間でこれらに沿って摺動する断面環状になっていることを特徴とする請求項１に記載の空油変換増圧器。
3. 主ピストンと副ピストンとを連結する連結ロッドに、主空気圧シリンダ内と副空気圧シリンダ内とを連通する空気圧通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空油変換増圧器。
4. 主空気圧シリンダの端部を閉じるヘッド側カバーに、ピストン前進用の空気圧のためのヘッド側ポート、副空気圧シリンダの端部を閉じるロッド側カバーに、ピストン後退用の空気圧のためのロッド側ポートが設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の空油変換増圧器。
5. 主空気圧シリンダの本体と副空気圧シリンダの本体とは、一つのチューブで一体になっており、このチューブ内に設置した隔壁で内部を区画されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の空油変換増圧器。
6. 油圧シリンダは、隔壁と副空気圧シリンダの端部を閉じるロッド側カバーとに両端を保持されていることを特徴とする請求項５に記載の空油変換増圧器。

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