JP2009270458A - Hydraulic pressure generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気圧やガス圧などによりピストンをレシプロ動作させ、ピストンと連動するプランジャを駆動させることによって、連続的な流体圧を発生させる流体圧発生装置に関する。 The present invention relates to a fluid pressure generator that generates a continuous fluid pressure by reciprocally operating a piston by air pressure, gas pressure, or the like, and driving a plunger that operates in conjunction with the piston.
このような流体圧発生装置としては、例えば図5に示した構造のものが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。この装置では、図5に示したように、本体100に設けられたシリンダ102内にピストン104が設けられ、このピストン104の下側には復帰バネ114が、上側には圧力室110が設けられている。そして、この圧力室110に給排弁部106を介して圧縮空気を給排することによってピストン104が上下動され、ピストン104と連動するプランジャ158が駆動される構成を有する。
An example of such a fluid pressure generator is the one shown in FIG. 5 (see, for example, Patent Document 1). In this apparatus, as shown in FIG. 5, a
給排弁部106は、給気路122と、排気路124と、給排気路126と、給排弁128とを、本体100内の復帰バネ格納室112の上方に有している。給気路122は給気口138を介して圧縮空気源(図示せず)に接続され、排気路124は外界に連通され、給排気路126は圧力室110に連通されている。給排弁128は、ピストン104の移動方向に沿って移動可能であり、第1弁部144と第2弁部142を有し、給気位置と排気位置の2つの状態に切換可能である。給気位置では、第1弁部144が第1弁座148から離座され、給排気路126が給気路122と連通され、かつ第2弁部142が第2弁座146に着座され、給排気路126が排気路124と遮断される。一方、排気位置では、第1弁部144が第1弁座148に着座され、給排気路126が給気路122と遮断され、かつ第2弁部142が第2弁座146から離座され、給排気路126が排気路124と連通される。
The supply /
給排弁128の移動方向の上端には、排圧用パイロット室130が設けられ、移動方向の下端には、給圧用パイロット室132が設けられている。この給圧用パイロット室132は給気路122と連通されている。給排弁128の中心部には、この給排弁128を貫通し、給圧用パイロット室及び排圧用パイロット室に達する内孔154が形成されている。また、この内孔154内には、ピストン104と同軸的に且つ一体にパイロット圧切換ロッド156が摺動可能に設けられている。パイロット圧切換ロッド156の先端部には、パイロット給気弁134が設けられ、パイロット圧切換ロッド156の上下動により、このパイロット給気弁134が給圧用パイロット室132と内孔154の間を開閉するよう構成されている。また、排圧用パイロット室130の上方には、圧抜き弁136が設けられている。この圧抜き弁136はパイロット圧切換ロッド156によって押圧されると開弁して排圧用パイロット室130を排気路124に接続する。一方、圧抜き弁136がパイロット圧切換ロッド156によって押圧されていないと、閉弁して排圧用パイロット室130を排気路124から遮断する。
An exhaust
このような構成の装置では、何らかの原因でピストン9が超微速で作動される場合がある。例えば、高圧流体の出力側が所定の高圧となり、停止状態となっているとき、出力側に流体漏れを生じて圧力が少しずつ低下してくると、その圧力低下を補うように、流体圧発生装置が超微速で動作(往動作)される。このような場合、給排弁128が給気位置(図5の右半分に示した状態)から排気位置(図5の左半分に示した状態)に向かって移動する際、まず、パイロット圧切換ロッド156が圧抜き弁136から離れ、排圧用パイロット室130が排気路124から遮断される。この状態でパイロット圧切換ロッド156が降下すると、パイロット給気弁134が給排弁128の下端付近に到達し、パイロット給気弁134と給排弁128の下端付近で隙間ができ、内孔154を通って少しずつ圧縮空気が排圧用パイロット室130に流れ込み始める。こうして排圧用パイロット室130の圧力が徐々に上昇すると、給排弁128に下向きの力がかかり、給排弁128もゆっくり下方に押し下げられる。このため、第1弁部144と第1弁座148、ならびに第2弁部142と第2弁座146の両方が開口された位置が存在することとなる。しかしながら、この状態が停滞すると、給気路122と排気路124が繋がり、給気路122から供給された圧縮空気が排気路124から放出されてしまい、給排弁128が中立位置で完全に均衡位置を保ってしまう。これによって、ピストン104が異常停止し、これに連動するプランジャ116及びパイロット圧切換ロッド156もレシプロ作動を行うことが不可能となってしまう場合がある。
In the apparatus having such a configuration, the
そこで、このような装置の異常停止を回避するため、図5に示した従来技術の構成(特許文献1参照)では、その拡大図である図6に示したように、パイロット圧切換ロッド156を、その一端部から圧力室110の中途に位置する大径部156aが、残りの小径部156bよりも大径に形成されている。即ち、圧力室110に存在する大径部156aと小径部156bとの境界部分に面積差を設けた構成としている。この面積差は、圧力室110に圧縮空気が供給された状態でパイロット圧切換ロッド156が上方に浮き上がり、また、排圧用パイロット室130に圧縮空気が供給され、給排弁128が下降を開始し始める圧縮空気の圧力よりも低い圧力でパイロット圧切換ロッド156が下降するように調整されている。
Therefore, in order to avoid such an abnormal stop of the apparatus, in the configuration of the prior art shown in FIG. 5 (see Patent Document 1), as shown in FIG. The large diameter portion 156a located in the middle of the
この従来技術では、上記のように構成することで、装置が超微速駆動している際に異常停止してしまうことを防止できる点で優れている。即ち、上記装置では、超微速度でピストン104が往動作し、その下死点付近に到達すると、パイロット給気弁134と給排弁128の下端付近で隙間ができ、内孔154を通って少しずつ圧縮空気が排圧用パイロット室130に流れ込む。そしてその排圧用パイロット室130内の圧力が徐々に上昇されると、その圧力によって給排弁128の下降を開始するが、その下降以前にパイロット圧切換ロッド156が排圧用パイロット内の圧力により受け部158の底まで下降される。これによってパイロット給気弁134が確実に開弁されるため、給排弁128がデットポイントに入ることがなく、装置の異常停止を回避することができる。
This conventional technique is superior in that it can be prevented from abnormally stopping when the apparatus is driven at a super-low speed by being configured as described above. That is, in the above device, when the
しかしながら、上記構成では、微速運転過渡期において装置の異常停止を防止するため、パイロット圧切換ロッド156を下降させるのに、圧縮空気を排圧用パイロット室130に極僅かずつ畜圧しなければならない。ところが、ピストン104のレシプロ運動の速さによって圧縮空気の量は一定ではない。また、上記構成では上述のように、パイロット圧切換ロッド156の大径部156aと小径部156bとに面積差を設けた複雑な構成とする必要がある。さらに、この大径部156aと小径部156bの面積差を利用した上記の動作を成立されるためには、パイロット圧切換ロッド156に対してパイロット給気弁134、第1シール部164、及び第2シール部166による3箇所のシール部分を設ける必要があるが、各々のシールはパイロット圧切換ロッド156の摺動動作により摺動摩擦抵抗や摩耗などが生じ耐久性に劣る。
However, in the above configuration, in order to prevent the apparatus from being abnormally stopped during the slow-speed operation transition period, in order to lower the pilot
そこで本発明は、給排弁がデッドポイントに入り、ピストンが異常停止することのない流体圧発生装置を提供すること、特に、上記従来例のようにパイロット空気(圧縮空気)だけで作動するのではなく、パイロット空気の供給量に依存することなくピストンの異常停止を防止することのできる流体発生装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、安価で簡素化が可能であり、耐久性にも優れた構造を有する流体圧発生装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a fluid pressure generating device in which the supply / discharge valve enters a dead point and the piston does not stop abnormally. In particular, the present invention operates only with pilot air (compressed air) as in the conventional example. Instead, an object of the present invention is to provide a fluid generator capable of preventing an abnormal stop of a piston without depending on a supply amount of pilot air. Furthermore, an object of the present invention is to provide a fluid pressure generating device that has a structure that is inexpensive, can be simplified, and has excellent durability.
そこで、本発明の流体圧発生装置では、パイロット圧切換ロッドに復帰バネなどの弾性部材を設けた構成とするものである。このように弾性部材を設けることで、ピストンが超微速度で下降動作をするときにおいても、パイロット圧切換ロッドを確実かつ即座に下死点側へ移動させることができ、その結果、給排弁がデッドポイントに入ることが無く、ピストンの異常停止を生じることを回避できる。 Therefore, the fluid pressure generator of the present invention has a configuration in which an elastic member such as a return spring is provided on the pilot pressure switching rod. By providing the elastic member in this way, the pilot pressure switching rod can be reliably and immediately moved to the bottom dead center side even when the piston moves down at a super-low speed. Does not enter the dead point, and an abnormal stop of the piston can be avoided.
即ち、本発明の流体圧発生装置では、シリンダ内部にピストンを有し、給排弁部が、給排弁と、この給排弁の一端に設けられた圧縮空気供給源に連通された給圧用パイロット室と、他端に設けられた排気路に連通可能な排圧用パイロット室と、を有し、給圧用パイロット室及び排圧用パイロット室に給排される圧縮空気によって、給排弁が、シリンダ内部に圧縮空気を供給する給気位置と、シリンダ内部の圧縮空気を排出する排出位置と、に切換移動可能であり、この給気位置と排気位置の切換によりシリンダ内部に圧縮空気を給排することでピストンを往復動作させ、流体圧を発生させる装置であって、給圧用パイロット室及び排圧用パイロット室を連通する内孔が給排弁部に設けられ、この内孔に、ピストンと連動して移動し、この移動方向に弾性力を及ぼす弾性部材が設けられたパイロット圧切換ロッドが挿通され、このパイロット圧切換ロッドの移動により給圧用パイロット室と内孔の間を開閉可能であり、さらに、このパイロット圧切換ロッドの移動により、排圧用パイロット室と外界に通じる排気路とを開閉可能である構成とするものである。 That is, in the fluid pressure generating device of the present invention, a piston is provided inside the cylinder, and the supply / discharge valve portion communicates with the supply / discharge valve and a compressed air supply source provided at one end of the supply / discharge valve. A pilot chamber and an exhaust pressure pilot chamber that can communicate with an exhaust passage provided at the other end, and the supply / exhaust valve is a cylinder by compressed air supplied to and exhausted from the supply pilot chamber and the exhaust pilot chamber It can be switched between an air supply position for supplying compressed air inside and a discharge position for discharging compressed air inside the cylinder. By switching between the air supply position and the exhaust position, compressed air is supplied and discharged inside the cylinder. This is a device for reciprocating the piston to generate fluid pressure, and an inner hole communicating with the supply pilot chamber and the exhaust pilot chamber is provided in the supply / discharge valve portion. Move this A pilot pressure switching rod provided with an elastic member that exerts an elastic force in the direction is inserted, and the pilot pressure switching rod can be opened and closed by moving the pilot pressure switching rod, and the pilot pressure switching rod Thus, the exhaust pressure pilot chamber and the exhaust passage leading to the outside can be opened and closed.
また、さら別形態の流体圧発生装置では、シリンダ内部で往復動作するピストンと、このピストンの一方の側にピストンを復帰位置に戻すよう力を及ぼす復帰バネと、他方の側に圧力室を有し、給排弁部が、圧縮空気源に接続される給気路と、外界に連通される排気路と、圧力室に連通される給排気路と、ピストンの移動方向に沿って移動可能な給排弁と、この給排弁の移動方向の一端に給気路に連通される給圧用パイロット室と、他端に排気路に圧抜き弁を介して連通可能な排圧用パイロット室を有し、給排弁が、給排気路と給気路を連通し且つ給排気路と排気路を遮断する給気位置と、給排気路と給気路を遮断し且つ給排気路と排気路を連通する排気位置とに切換可能であり、この切換により、圧力室に圧縮空気を給排することでピストンを往復動作させ、流体圧を発生させる装置であって、給排弁部内をピストンの移動方向に貫通し、給圧用パイロット室と排圧用パイロット室を連通する内孔と、この内孔に挿通され、ピストンの移動と連動して移動可能なパイロット圧切換ロッドと、このパイロット圧切換ロッドに設けられ、このパイロット圧切換ロッドの移動方向に弾性力を及ぼす弾性部材と、を設け、パイロット圧切換ロッドの移動により、給圧用パイロット室と内孔が開閉可能であり、さらに、パイロット圧切換ロッドの移動により、圧抜き弁を開閉することで、排圧用パイロット室と排気路を開閉可能である構成とするものである。 In another form of fluid pressure generator, a piston that reciprocates inside the cylinder, a return spring that exerts a force to return the piston to the return position on one side of the piston, and a pressure chamber on the other side. The supply / discharge valve section is movable along the movement direction of the piston, the supply passage connected to the compressed air source, the exhaust passage communicating with the outside, the supply / exhaust passage communicating with the pressure chamber, A supply / discharge valve, a supply pressure pilot chamber that communicates with the supply air path at one end in the moving direction of the supply / discharge valve, and a discharge pressure pilot chamber that can communicate with the exhaust path via a pressure relief valve at the other end The supply / exhaust valve communicates the supply / exhaust path with the intake path and shuts off the supply / exhaust path with the exhaust path, shuts off the supply / exhaust path with the supply path, and connects the supply / exhaust path with the exhaust path It is possible to switch to the exhaust position to perform, and by this switching, the compressed air is supplied to and discharged from the pressure chamber. Is a device that reciprocates and generates fluid pressure, and penetrates the supply / discharge valve portion in the direction of movement of the piston, and an internal hole that communicates the supply pressure pilot chamber and the exhaust pressure pilot chamber, and is inserted into the internal hole. A pilot pressure switching rod that is movable in conjunction with the movement of the piston, and an elastic member that is provided on the pilot pressure switching rod and exerts an elastic force in the moving direction of the pilot pressure switching rod. The supply pilot chamber and the inner hole can be opened and closed by the movement of, and the exhaust pressure pilot chamber and the exhaust passage can be opened and closed by opening and closing the pressure relief valve by moving the pilot pressure switching rod. To do.
このように構成されているため、給排弁が給気位置から排気位置に向かって移動する場合、まず先にパイロット圧切換ロッドが下死点側へ移動を開始する。やがてパイロット圧切換ロッドの先端部、即ち先端側ほど径が短くなるよう形成されたテーパ部が給排弁の下端部近傍まで移動すると、パイロット圧切換ロッドの側面と内孔側に設けられたシール部材により閉じられていた給圧用パイロット室と内孔の間の封止が徐々に解かれ始める。これにより給圧用パイロット室の圧縮空気が内孔を介して排圧用パイロット室に送られ、排圧用パイロット室の圧力が上昇し始めるが、本発明では、パイロット圧切換ロッドに弾性部材が設けられているため、上記給圧用パイロット室の圧力の蓄積を待たずして、即座にパイロット圧切換ロッドを下死点側へ移動させることができる。このため、排圧用パイロット室の圧力も即座に上昇され、給排弁が給気位置から排気位置へ即座に切り替えられる。その結果、ピストンが超微速で下降動作するような場合においても、給排弁がデットポイントに入ることが無く、ピストンが異常停止するのを回避することができる。 With this configuration, when the supply / discharge valve moves from the supply position toward the exhaust position, first, the pilot pressure switching rod starts to move toward the bottom dead center. Eventually, when the tip of the pilot pressure switching rod, that is, the tapered portion formed so that the diameter becomes shorter toward the tip side, moves to the vicinity of the lower end of the supply / discharge valve, the seal provided on the side surface and the inner hole side of the pilot pressure switching rod The seal between the pressure supply pilot chamber closed by the member and the inner hole is gradually released. As a result, the compressed air in the supply pressure pilot chamber is sent to the exhaust pressure pilot chamber via the inner hole, and the pressure in the exhaust pressure pilot chamber starts to rise. However, in the present invention, the pilot pressure switching rod is provided with an elastic member. Therefore, the pilot pressure switching rod can be immediately moved to the bottom dead center without waiting for the pressure in the supply pressure pilot chamber to accumulate. For this reason, the pressure in the pilot chamber for exhaust pressure is also immediately increased, and the supply / discharge valve is immediately switched from the supply position to the exhaust position. As a result, even when the piston descends at an extremely low speed, the supply / discharge valve does not enter the dead point, and the piston can be prevented from abnormally stopping.
なお、上記弾性部材としては、パイロット圧切換ロッドを下死点側に復帰させるよう力を及ぼすバネ、ゴム、又はピストンの移動方向にOリングを直列に複数重ねた部材などを用いると良い。そしてこの弾性部材は、パイロット圧切換ロッドと圧抜き弁の間や、パイロット圧切換ロットとピストンの間に設けると良い。また、この弾性部材に替えて磁石を設けた構成としても良い。この場合、この磁石は、パイロット圧切換ロッド及びピストンと一体動作するプランジャの両方に、パイロット圧切換ロッドの移動方向に対向するように設けると良い。また、上記弾性部材の弾性力や上記磁石によりパイロット圧切換ロッドに及ぼされる力は、上記内孔側に設けられたシールと、パイロット圧切換ロッドの先端部に形成されたテーパ部との接触により生じる接触摩擦抵抗力より大きくなるように設定すると良い。さらに、上記パイロット圧切換ロッドは、ピストンと一体的に動作するプランジャに遊嵌された構成とし、ピストンが上死点側に移動する際は上記プランジャに接触した状態で移動し、ピストンが下死点側に移動する際は、上記プランジャから浮いた状態で移動するように構成すると良い。このように構成することで、ピストンが超微速で下死点側に移動する場合においても、パイロット圧切換ロッドを一気かつ即座に下死点側に移動させる上記動作をする装置を提供でき、上記のようなピストンの異常停止を回避することができる。 As the elastic member, it is preferable to use a spring, rubber, or a member in which a plurality of O-rings are stacked in series in the moving direction of the piston so as to return the pilot pressure switching rod to the bottom dead center side. This elastic member is preferably provided between the pilot pressure switching rod and the pressure relief valve, or between the pilot pressure switching lot and the piston. Moreover, it is good also as a structure which replaced with this elastic member and provided the magnet. In this case, this magnet is preferably provided on both the pilot pressure switching rod and the plunger operating integrally with the piston so as to face the moving direction of the pilot pressure switching rod. Further, the elastic force of the elastic member and the force exerted on the pilot pressure switching rod by the magnet are caused by contact between the seal provided on the inner hole side and the tapered portion formed at the tip of the pilot pressure switching rod. It is good to set so that it may become larger than the generated contact friction resistance force. Further, the pilot pressure switching rod is loosely fitted to a plunger that operates integrally with the piston. When the piston moves to the top dead center side, the pilot pressure switching rod moves in contact with the plunger, and the piston is bottom dead. When moving to the point side, it is good to comprise so that it may move in the state which floated from the said plunger. By configuring in this way, even when the piston moves to the bottom dead center side at a super slow speed, it is possible to provide a device that performs the above operation to move the pilot pressure switching rod to the bottom dead center side immediately and immediately, An abnormal stop of the piston as described above can be avoided.
以下、本発明の流体圧発生装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の流体圧発生装置の構成を示す断面図である。また特に、図1の右側はパイロット圧切換ロッド34が上死点にある場合、図1の左側はパイロット圧切換ロッド34が下死点にある場合を示している。また、図2は、図1に示した流体圧発生装置の部分拡大図である。そして特に、図2の右側は給排弁14が給気位置にある場合、図2の左側は給排弁14が排気位置にある場合を示している。図1及び図2に示したように、本発明の流体圧発生装置は、本体1を有し、その内部にシリンダ2が設けられている。また、シリンダ2内には、ピストン9が摺動可能に設けられ、ピストン9の上側には圧力室30が、下側には復帰バネ12が設けられている。そして、この圧力室30に給排弁部26を介して圧縮空気を給排することによってピストン9が往復動作され、この往復動作によってポンプ42が駆動されて高圧の流体が発生される。
Hereinafter, embodiments of a fluid pressure generator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the fluid pressure generator of the present invention. In particular, the right side of FIG. 1 shows the case where the pilot
シリンダ2は本体1の下部側に設けられている。その内部は摺動可能に収容されたピストン9により上下2つの部屋に区画され、ピストン9の上側に圧力室30、下側に復帰バネ格納室31が形成されている。この復帰バネ格納室31には、ピストン9を上方端位置に復帰するための復帰バネ12が設けられている。ピストン9は、圧力室30に圧縮空気が供給されると、復帰バネ12の弾性力に抗して下方に摺動し、圧力室30の圧縮空気が排出されると、復帰バネ12の弾性力によって上方に摺動する。
The
給排弁部26は、シリンダ2の上方に設けられ、給気路32、排気路33、給排気路29、給排弁14、給圧用パイロット室38、排圧用パイロット室27、圧抜き弁19等を備えている。給気路32は給気口41を介して圧縮空気源(図示せず)に接続され、排気路33は外界に連通され、給排気路29は圧力室30に連通されている。給排弁14はピストン9の移動方向に沿って移動可能であり、給気位置と排気位置の2つの状態に切換可能である。即ち、給排弁14は、給排気路29と給気路32の間に第1弁部15を、給排気路29と排気路33の間に第2弁部25を有している。そして、給排弁14が給気位置に移動すると、第1弁部15が第1弁座39から離座され、給排気路29が給気路32と連通され、かつ第2弁部25が第2弁座24に着座され、給排気路29が排気路33と遮断される。一方、給排弁14が排気位置に移動されると、第1弁部15が第1弁座39に着座され、給排気路29が給気路32と遮断され、かつ第2弁部25が第2弁座24から離座され、給排気路29が排気路33と連通される。
The supply /
給排弁14の移動方向の上側には排圧用パイロット室27が設けられ、移動方向の下側には、給圧用パイロット室38が設けられている。給排弁14の中央部には、ピストン9の移動方向に給排弁14を貫通する内孔28が設けられている。この内孔28は、給圧用パイロット室38と排圧用パイロット室27を連通している。また、この内孔28には、中央部にパイロットピン17が嵌設されたパイロット圧切換ロッド34の先端側が嵌挿されている。パイロット圧切換ロッド34の基端部(図中の下部)は、ピストン9の中央部を貫挿し、プランジャ10の顎部10a内に収容されているボルト37が設けられている。このパイロット圧切換ロッド34はパイロットピン17と一体的に動作し、ピストン9の移動方向(上下方向)に摺動可能である。また、このパイロット圧切換ロッド34、パイロットピン17、及びプランジャ10は、ピストン9の中央部に同心で配置されている。このパイロット圧切換ロッド34の上下動によってプランジャ式のポンプ42が動作し、流体吸入口3から吸い込まれた流体が高圧とされて流体吐出口4から吐出される。
An exhaust
なお、上記構成では、パイロットピン17をパイロット圧切換ロッド34とは別のパーツとして構成したが、これは加工・組立が容易なためであり、両者を一体とした構成としても良い。また、下記で説明するボルト37も同様に、パイロット圧切換ロッド34と一体とした構成としても良い。
In the above configuration, the
図2に示したように、パイロット圧切換ロッド34の基端部(図中下部)にはパイロット圧切換ロッド34の外径より大きい寸法を有するボルト37が形成され、その上部に設けられたワッシャ36によりパイロット圧切換ロッド34がピストン9を抜け上方へ移動しないように構成されている。また、このボルト37の上下方向の寸法は、このボルト37を収容しているプランジャ10の顎部10aの上下方向の寸法より短く形成され、パイロット圧切換ロッド34が上下方向に予め定められた距離だけ移動可能に構成されている。即ち、パイロット圧切換ロッド34は、プランジャ10の顎部10a内に遊嵌され、ボルト37と顎部10aの上下方向の寸法差分の距離だけプランジャ10(及びピストン9)の動作と別個に摺動可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, a
給排弁14の内孔28側の下部近傍にはシール16が設けられており、このシール16とパイロット圧切換ロッド34の上下動により、内孔28と給圧用パイロット室38の間を開閉することができる。より詳細には、パイロット圧切換ロッド34の先端部は先端側に向かって徐々にその外径が短くなるテーパ構造を有している。このため、パイロット圧切換ロッドが上昇している上死点側では、パイロット圧切換ロッド34とシール16により内孔28と給圧用パイロット室38の間が閉じられた状態となるが、パイロット圧切換ロッド34が下降し、シール16がパイロット圧切換ロッドの先端部のテーパ構造に至ると、徐々にシール16とパイロット圧切換ロッド間の接触が弱まり、内孔28と給圧用パイロット室38の間が開かれる。
A
また、パイロット圧切換ロッド34には、このパイロット圧切換ロッド34を下死点位置に復帰させる方向(図中下側)に弾性力を作用させる弾性部材18(例えば、復帰バネ、ウレタンゴムなどの弾性ゴム、Oリングをロッド34の移動方向に直列に複数重ねた部材など)が設けられている。特に、図1及び図2に示した実施形態では、この弾性部材18が、パイロット圧切換ロッド34と圧抜き弁19の間に設けられている。このため、上記のように、パイロット圧切換ロッド34が下降し、シール16の位置がパイロット圧切換ロット34の先端部のテーパ部に至ると、シール16とこのテーパ部との接触が弱まり、シール16とパイロット圧切換ロッド34間の接触摩擦抵抗力よりもこの弾性部材18の弾性力(復帰バネの場合にはバネ力)が勝ると、この弾性部材18によってパイロット圧切換ロッド34が一気に下降され、内孔28と給圧用パイロット室38が開かれた状態とされる。
The pilot
さらに、内孔28の上部には圧抜き弁19が設けられている。このため、パイロット圧切換ロッド34が上昇し、この先端部に設けられたパイロットピン17によってこの圧抜き弁19が押されると、弁19が開弁され、排圧用パイロット室27が排気路33に接続される。一方、パイロットピン17によって圧抜き弁19が押されていない状態では、圧抜き弁19は閉弁され、排圧用パイロット室27が排気路33から遮断される。なお、圧抜き弁19には、パイロットピン17によって押されていない場合に圧抜き弁19を閉弁状態に保つため、着座バネ20が設けられている。これにより、圧縮空気が排圧用パイロット室27に作用しても圧抜き弁19は閉弁状態に保たれる。また、図1及び図2に示したように圧抜き弁19とパイロット圧切換ロッド34の間に設けられている上記弾性部材18が、パイロット圧切換ロッド34の上昇によって最大に圧縮された状態になっても、この着座バネ20のバネ力はこの弾性部材18の弾性力に打ち勝つ力を有するように設定されている。従って、この弾性部材18によって圧抜き弁19が開弁されることはない。
Further, a
なお、図1及び図2に示した本発明の実施形態では、弾性部材18をパイロット圧切換ロッド34の上端側と圧抜き弁19の下端側に設ける構成としたが、上記のように、パイロット圧切換ロッド34の下降動作に伴いシール16とパイロット圧切換ロッド34のテーパ部の間に生じる接触摩擦抵抗に抗してパイロット圧切換ロッド34を下死点側へ復帰させる力を及ぼす構成であれば、如何に弾性部材18を設ける構成としても良い。例えば、図3に示した本発明の別の実施形態では、弾性部材18’をパイロット圧切換ロッド34とピストン9(又はピストン9と一体動作するプランジャ10(図示せず))の間に設けた構成としている。このように構成した場合でも、上記図1及び図2に示した実施形態と同様、パイロット圧切換ロッド34が下降動作する際に、パイロット圧切換34とシール16との間で生じる摩擦抵抗力に抗して、パイロット圧切換ロッド34を下死点側へ及ぼす力をこの弾性部材18’により担うことができる。即ち、パイロット圧切換ロッド34が下降動作し、シール16が設けられた位置が、このロッド34の先端部のテーパ部に至ると、このシール16とテーパ部との接触により生じる接触摩擦抵抗力に抗して弾性部材18’により及ぼされる弾性力によりパイロット圧切換ロッド34を一気に下降させる(下死点側へ移動させる)ことができる。なお、上記動作を実現するため、弾性部材18’の弾性力は、弾性部材18と同様、シール16とパイロット圧切換ロッド34のテーパ部との接触により生じる接触摩擦抵抗力より大きく設定すると良い。
In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、図4に示した本発明の別の実施形態では、上記弾性部材18、18’の替わりに磁石18’’を設けた構成としたものである。この構成では、パイロット圧切換ロッド34の下端側に磁石18’’を設けるとともに、これと対向する形で、ピストンと一体的に動作するプランジャ10の上端側に磁石18’’を設けている。このため、上記弾性部材18、18’と同様、これら磁石18’’により、パイロット圧切換ロッド34を下死点側へ下降させる力を及ぼすことができ、上記と同様の動作を実現することができる。なお、この磁石18’’によるロッド34に及ぼされる力は、上記弾性部材18、18’と同様、シール16とパイロット圧切換ロッド34のテーパ部との接触により生じる接触摩擦抵抗力より大きく設定すると良い。
Furthermore, in another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, a
次に本発明の流体圧発生装置の動作について説明する。本発明の流体圧発生装置では、初期状態では、図1の右側に示すように、ピストン9が復帰バネ12の弾性力によって上昇した復帰位置にある。この状態では、パイロット圧切換ロッド34は上死点まで上昇しており、給圧用パイロット室38と内孔28間は、パイロット圧切換ロッド34とシール16により閉じられている。また、パイロット圧切換ロッド34の先端部に設けられたパイロットピン17が圧抜き弁17を開弁し、排圧用パイロット室27が排気路33と連通され大気圧とされている。この際、給圧用パイロット室38の圧縮空気の圧力及び戻りバネ40の弾性力によって、給排弁14は上昇され給気位置に移動されている。この給気位置では、給排弁14の第1弁部15が第1弁座39から離座され、その結果、給排気路29が給気路32と連通され、かつ第2弁部25が第2弁座24に着座され、その結果、給排気路29が排気路33から遮断されている。従って、給気口41から供給される圧縮空気は、給気路32及び給排気路29を介して圧力室30に導かれ、ピストン9が復帰バネ12の弾性力に抗して下方への移動を開始する。
Next, the operation of the fluid pressure generator of the present invention will be described. In the fluid pressure generator of the present invention, in the initial state, as shown on the right side of FIG. 1, the
図2の右側に示したように、ピストン9が下降していき、パイロット圧切換ロッド34が下死点付近まで下降すると、シール16がパイロット圧切換ロッド34の先端部に設けられたテーパ部に到達する。上記のように、このテーパ部は先端側ほど外径が狭くなるテーパ構造を有しているため、パイロット圧切換ロッド34が微速下降すると徐々にこのテーパ部とシール16の接触が弱まっていく。従って、シール16とパイロット圧切換ロッド34のテーパ部の接触摩擦抵抗よりもパイロット圧切換ロッド34に設けられた弾性部材18の弾性力の力が勝ると、図2の左側に示したように、パイロット圧切換ロッド34は、一気に下方へ脱落する。即ち、シール16による上記接触摩擦抵抗により浮き上がっていたパイロット圧切換ロッド34(図2の左側)が、下方へ脱落し、パイロット圧切換ロッド34の下端部に設けられたボルト37がプランジャ10の顎部10aの底部に落下する。これによって、給圧用パイロット室38と内孔28が完全に連通され、内孔28を介して排圧用パイロット室27に圧縮空気が供給され、排圧用パイロット室27の圧力が急激に上昇される。同時に、この排圧用パイロット室27の圧力により、給排弁14が戻りバネ40の弾性力に抗して勢い良く下降され、給排弁14が排気位置に移動される。
As shown on the right side of FIG. 2, when the
給排弁14が排気位置に移動すると、図1の左側に示したように、第1弁部15が第1弁座39に着座し、給排気路29が給気路32と遮断される。同時に、第2弁部25が第2弁座24から離座し、給排気路29が排気路33と連通される。これによって、圧力室30内の圧縮空気が給排気路29及び排気路33を介して外界に放出される。従って、圧力室30による下方への圧力が弱まるため、ピストン9が復帰バネ12の弾性力によって上昇を開始する。同時に、ピストンに連動するプランジャ10及びパイロット圧切換ロッド34も上昇し始める。なお、パイロット圧切換ロッド34に設けられた弾性部材18は、ピストン9の復帰バネ12の弾性力より小さく設定されているため、復帰バネ12によるピストン9やパイロット圧切換ロッド34の上昇を妨げることはない。またこの際、パイロット圧切換ロッド34の下端部に設けられたボルト37の下端部はプランジャ10の顎部10aと接触した状態で上昇するため、ピストンと連動して上昇される。このように、パイロット圧切換ロッド34が上昇すると、内孔28内に侵入して、給圧用パイロット室38と排圧用パイロット室27の間を再び遮断する。即ち、給圧用パイロット室38と内孔28間は、パイロット圧切換ロッド34とシール16によって再び閉じられる。そして、ピストン9が図1の右側に示した復帰位置に到達する直前まで上昇すると、パイロット圧切換ロッド34の先端部に設けられたパイロットピン17が着座バネ20に抗して圧抜き弁19を押し上げ、圧抜き弁19が再び開弁され、排圧用パイロット室27の圧力が大気圧とされる。これにより、給圧用パイロット室38の圧力が排圧用パイロット室27の圧力より高くなることによって、及び戻りバネ40の弾性力によって、給排弁14が再び上昇され給気位置に移動される。以下、上述した動作を繰り返すことで、ピストン9が往復動作を繰り返し、高圧の流体を発生する本発明の流体圧発生装置が駆動される。
When the supply /
本発明の構成では、パイロット圧切換ロッド34にバネ、ゴム、Oリングを複数重ねた部材などの弾性部材18、18’を設けた構成、もしくは磁石18’’を設けた構成としている。このため、ピストンが微速度で下降動作する際においても、下死点付近におけるシール16に対するパイロット圧切換ロッド34の先端テーパ部の通過を瞬時に行うことができる。このため、第1弁部15が第1弁座39から離座されると共に、第2弁部25が第2弁座24から離座された状態を発生せず、給排弁14がデッドポイントに入ることはない。即ち、ピストンが異常停止することはない。
In the configuration of the present invention, the pilot
さらに、本発明の構成では、上記異常停止回避のための機能をパイロット圧切換ロッド34に弾性部材18又は18’もしくは磁石18’’を設けるという非常に単純な構成でなし得るため、構成を簡素化でき、安価な流体圧発生装置を提供することができる。また、このように構成が簡単なため、摩耗等し易いパッキンやOリング等のシール部材を多数設ける必要なく構成できるため、耐久性にも優れた流体圧発生装置を提供することができる。さらに、本発明では、パイロット圧切換ロッド34の下死点付近における上記動作を、パイロット空気を蓄積する必要なく弾性部材18、18’の弾性力又は磁石18’’による磁力により行うことができるため、ピストン9の速度等に依存することなく、安定した装置の駆動を実現することができる。
Further, in the configuration of the present invention, the function for avoiding the abnormal stop can be achieved by a very simple configuration in which the
以上、本発明の流体圧発生装置の実施形態を詳細に説明したが、本発明はここで記載した実施形態に限定されるものではなく、様々な変更や改良をなし得る。例えば、上記実施形態ではパイロットピン17とパイロット圧切換ロッド34を別々のパーツとして構成したが、一体構成としても良い。また、シール16を内孔28側に設けたが、パイロット圧切換ロッド側に設けても良い。さらに、ポンプ42を油圧式ポンプとしたが、空気圧ポンプとしても良い。
As mentioned above, although embodiment of the fluid pressure generator of this invention was described in detail, this invention is not limited to embodiment described here, A various change and improvement can be made. For example, in the above embodiment, the
1、100・・・本体
2、102・・・シリンダ
3、118・・・流体吸入口
4、120・・・流体吐出口
5・・・流体吸込弁部
6・・・流体吐出弁部
7・・・流体吸込逆止め弁
8・・・流体吐出逆止め弁
9、104・・・ピストン
10、116・・・プランジャ
10a・・・顎部
10b・・・プランジャ部
11・・・流体揚程室
12、114・・・復帰バネ
13・・・空気シリンダチューブ
14、128・・・給排弁
15、144・・・第1弁部
16・・・シール
17・・・パイロットピン
18、18’・・・弾性部材
18’’・・・磁石
19、136・・・圧抜き弁
20・・・着座バネ
21・・・着座バネ座金
22・・・排気消音材
23・・・止め輪
24、146・・・第2弁座
25、142・・・第2弁部
26、106・・・給排弁部
27、130・・・排圧用パイロット室
28、154・・・内孔
29、126・・・給排気路
30、110・・・圧力室
31、112・・・復帰バネ格納室
32、122・・・給気路
33、124・・・排気路
34、156・・・パイロット圧切換ロッド
35・・・Oリング
36・・・ワッシャ
37・・・ボルト
38、132・・・給圧用パイロット室
39、148・・・第1弁座
40・・・戻りバネ
41、138・・・給気口
42、108・・・ポンプ
138・・・パイロット吸気弁
158・・・受け部
164・・・第1シール部
166・・・第2シール部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Main body 2,102 ...
Claims (8)
前記給圧用パイロット室及び前記排圧用パイロット室を連通する内孔が前記給排弁部に設けられ、
該内孔に、前記ピストンと連動して移動し、該移動方向に弾性力を及ぼす弾性部材が設けられたパイロット圧切換ロッドが挿通され、
該パイロット圧切換ロッドの移動により前記給圧用パイロット室と前記内孔の間を開閉可能であり、さらに、該パイロット圧切換ロッドの移動により、前記排圧用パイロット室と外界に通じる前記排気路の間を開閉可能である流体圧発生装置。 A cylinder has a piston, and a supply / discharge valve portion is connected to a supply / discharge valve, a compressed air supply source provided at one end of the supply / discharge valve, and an exhaust provided at the other end. An exhaust pressure pilot chamber that can communicate with the passage, and the supply / exhaust valve supplies compressed air to the inside of the cylinder by compressed air supplied to and exhausted from the supply pressure pilot chamber and the exhaust pressure pilot chamber The piston can be reciprocated by supplying and exhausting compressed air into the cylinder by switching between the air supply position and the exhaust position by switching between the air supply position and the exhaust position. A fluid pressure generating device for generating fluid pressure,
An inner hole communicating with the supply pressure pilot chamber and the discharge pressure pilot chamber is provided in the supply / discharge valve portion,
A pilot pressure switching rod provided with an elastic member that moves in conjunction with the piston and exerts an elastic force in the moving direction is inserted into the inner hole,
The pilot pressure switching rod can be opened and closed between the supply pressure pilot chamber and the inner hole, and further, the pilot pressure switching rod can be moved between the exhaust pressure pilot chamber and the exhaust passage leading to the outside. A fluid pressure generator that can be opened and closed.
前記シリンダ内部に、該シリンダ内部を往復動作するピストンと、該ピストンの一方の側に該ピストンを復帰位置に戻すよう力を及ぼす復帰バネと、他方の側に圧力室と、を有し、
前記給排弁部が、圧縮空気源に接続される給気路と、外界に連通される排気路と、前記圧力室に連通される給排気路と、前記ピストンの移動方向に沿って移動可能な給排弁と、該給排弁の移動方向の一端に前記給気路に連通される給圧用パイロット室と、他端に前記排気路に圧抜き弁を介して連通可能な排圧用パイロット室と、を有し、
前記給排弁が、前記給排気路と前記給気路を連通し、且つ前記給排気路と前記排気路を遮断する給気位置と、前記給排気路と前記給気路を遮断し、且つ前記給排気路と前記排気路を連通する排気位置と、に切換可能であり、該切換により、前記圧力室に圧縮空気を給排することで前記ピストンを往復動作させ、流体圧を発生させる流体圧発生装置であって、
前記給排弁部内を前記ピストンの移動方向に貫通し、前記給圧用パイロット室と前記排圧用パイロット室を連通する内孔と、
該内孔に挿通され、前記ピストンの移動と連動して移動可能なパイロット圧切換ロッドと、
該パイロット圧切換ロッドに設けられ、該パイロット圧切換ロッドの移動方向に弾性力を及ぼす弾性部材と、を有し、
前記パイロット圧切換ロッドの移動により、前記給圧用パイロット室と前記内孔の間が開閉可能であり、
前記パイロット圧切換ロッドの移動により、前記圧抜き弁を開閉することで、前記排圧用パイロット室と前記排気路の間を開閉可能である流体圧発生装置。 Having at least a cylinder and a supply / discharge valve,
Inside the cylinder, there is a piston that reciprocates inside the cylinder, a return spring that exerts a force to return the piston to a return position on one side of the piston, and a pressure chamber on the other side,
The supply / discharge valve section is movable along the direction of movement of the piston, an air supply path connected to a compressed air source, an exhaust path connected to the outside, a supply / exhaust path connected to the pressure chamber A supply / discharge valve, a supply pressure pilot chamber communicated with the supply passage at one end in the moving direction of the supply / discharge valve, and a discharge pressure pilot chamber communicated with the exhaust passage through the pressure relief valve at the other end And having
The supply / exhaust valve communicates the supply / exhaust passage and the supply passage, and supplies an air supply position that blocks the supply / exhaust passage and the exhaust passage; interrupts the supply / exhaust passage and the supply passage; and A fluid that can be switched between the supply / exhaust passage and an exhaust position that communicates with the exhaust passage, and that causes the piston to reciprocate by supplying and discharging compressed air to and from the pressure chamber, thereby generating fluid pressure. A pressure generator,
An inner hole penetrating the supply / discharge valve portion in the direction of movement of the piston, and communicating the supply pressure pilot chamber and the discharge pressure pilot chamber;
A pilot pressure switching rod inserted through the inner hole and movable in conjunction with the movement of the piston;
An elastic member provided on the pilot pressure switching rod and exerting an elastic force in the moving direction of the pilot pressure switching rod;
By the movement of the pilot pressure switching rod, the supply pressure pilot chamber and the inner hole can be opened and closed,
A fluid pressure generator capable of opening and closing between the exhaust pressure pilot chamber and the exhaust passage by opening and closing the pressure release valve by movement of the pilot pressure switching rod.
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CN104583590A (en) * | 2012-08-28 | 2015-04-29 | 帕斯卡工程株式会社 | Compressed air driven reciprocating piston hydraulic pump |
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