JP3082029B2 - 圧力の変化に依り作動する増圧機構を持ったシリンダー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１にあっては、
負荷が小さいときは低圧力の供給された液を利用し仕事
をする、そして負荷が大となれば自動的に高圧力の液に
変換して供給して仕事をするシリンダー装置である。そ
して既設或は新設の低圧の油圧ポンプ設備に本装置を組
み込むことに依り、高圧の油圧ポンプ設備として使用で
きる。

【０００２】 請求項２にあっては、負荷が小さいとき
は低圧力の供給された液に依る出力を出し、負荷が大と
なれば自動的に高圧力に変換された液に依る高出力を出
すシリンダー装置である。そして低圧の油圧ポンプ設備
に本装置を用いれば、高出力の出せる油圧シリンダーと
なる。又供給流体がエアーの場合、エアー圧を油圧に変
える変換槽を用いることに依り、負荷が大となったとき
自動的に高出力の出せる、空油圧シリンダーとなる。

【０００３】

【０００４】

【従来の技術】従来の増圧機構を持ったシリンダー装置
では、リミットスイッチ、光センサー等で必要位置を感
知し電磁弁の組合せに依り或はタイマーに依り一定時間
ごとに電磁弁を作動させて、低圧液体から高圧液体への
切替を行い、低圧力の液と高圧力の液を供給し、或は低
出力と高出力を得ていた。また前記のセンサー等を使用
しないものにあては、低圧液体に依る作業中の最終工程
の定められた位置で、低圧力の液への切替を行う構造と
なっている。

【０００５】以上説明したように、従来の増圧機構を持
ったシリンダー装置では、リミットスイッチ、光センサ
ー、タイマー等と電磁弁を組合せて行っている、このた
めの新たな計装設備を含んだ電気設備を必要とした、そ
してそれ等の設備のための設備費と、設備工事を行うた
めの時間が必要であった。又高圧液体を必要とする位置
が任意に変化する場合には上記センサーでの対応は不能
であり、そしてセンサーを使用しない場合は、低圧液体
から高圧液体への切替位置が最終工程の定められた位置
であり、任意に変化させることはできない、それぞれの
問題があった。次に既設の低圧の油圧ポンプ設備から高
圧の油圧ポンプ設備に改造するには多額の設備費を必要
とし設備工事を行うための時間が必要であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、請求項１
にあっては、負荷が小さいときは低圧力の供給液を、負
荷が大となり高圧力の液を必要とする任意のときに高圧
力の液を供給できる。又請求項２にあっては負荷が小さ
いときは低出力を出し、負荷が大となり高出力を必要と
する任意のときに高出力を出すことができる。即ち、低
圧液体から高圧液体への切替に、リミットスイッチ、光
センサー、タイマー、電磁弁等を必要とせず、それに伴
う計装設備を含む電気設備は不要である、又電気設備が
ないので短時間で容易に設置できる、そして設備費は安
価となる、次に低圧液体から高圧液体への切替を必要と
する任意の時点で自動的にできるので、上記の問題は解
決する。また本発明の装置を既設の低圧の油圧ポンプ設
備に組込む事に依り、簡単に安価に短時間で高圧の油圧
設備となり必要な時に高圧のオイルを供給することが出
来る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に於いては、ピストンの嵌装したシリン
ダーとカバーと前記ピストンと仕切りブロックに依り形
成される第１室と第２室を持つ、第１室は下記の弁機構
ブロックを介して作動用管路に連通している、第２室は
復帰用管路に連通する、前記の仕切りブロツクと液室ブ
ロックで形成される第３室は、作動用管路の連通した通
路と連通している通路に依り第２室に連通する、そして
更に負荷に連通している通路を持つ。装置の作動前は前
記のピストンと一体化したピストンロッドは、作動用管
路と連通した前記の通路が開となる状態で、第２室と第
３室を連通する通路を閉とする。次に作動時は、前記の
ピストンロッドは作動用管路と連通した前記の通路を閉
とし、第３室に突出する。又ピストンロッドの加圧面積
はピストンの受圧面積より小とする。

【０００８】 請求項２に於いては、請求項１の液室ブ
ロックのシェル部を第２シリンダーとし、ロッドと一体
化した第２ピストンを嵌装したもので、仕切りブロック
と第２ピストンを嵌装した第２シリンダーと、ロッドと
一体化した前記第２ピストンと、前記ロッドの貫通した
カバーに依り、第３室と第４室を形成する、そして第４
室は復帰用管路に連通する。

【０００９】請求項１、２に於ける弁機構ブロックは、
作動用管路に連通した通路に依り加圧される弁体を持
ち、弁機構ブロックの作動前は前記通路が閉となるよう
に弁体に力を加えるスプリングを取り付ける、そして供
給された流体圧が定められた圧力以上になると、開とな
る様にスプリングの強度を定める。次に復帰用管路に連
通したシリンダー室を持ち、前記の弁体と一体化した弁
用ピストンが嵌装する、そして復帰用管路よりの加圧に
依りスプリングの力に抗してピストンが作動し前記通路
が開となるように、弁用ピストンの受圧面積を定める。

【００１０】 供給流体が、例えばエアーの場合、実施
例の“図３”“図４”に示すごとく、請求項１、２に於
ける作動用管路と、第３室に連通した通路の間に変換槽
を設ける、そして供給されたエアー圧力を変換槽内の液
に伝え第３室に供給する。

【００１１】 上記の様に構成された本発明の作動につ
いて説明する、一般に使用流体はオイルとエアーである
ので、以下の説明では気体をエアー液体はオイルとす
る。そして必要な所にはオイルを満たしておくものとす
る。

【００１２】請求項１に於いては、作動用管路よりオイ
ルを供給する、このとき復帰用管路は、大気圧である、
供給されたオイル圧が定められた圧力以下である場合
は、弁機構ブロックは作動しないので、第１室へのオイ
ルの流入はない、しかし第３室にはオイルが流入する、
そして供給されたオイルはそのまま外部の負荷に供給さ
れる。次に負荷が大となったときは負荷の増大に伴いオ
イル圧は上昇する、そして定められた圧力以上になる
と、弁機構ブロックの弁体がスプリングの力に抗して作
動し弁機構ブロックは開となる、そしてオイルは第１室
に流入しピストンとピストンロッドは移動して、作動用
管路と第３室を連通する通路を閉とする、そしてピスト
ンロッドは第３室に突出する、第３室が密封状態である
ので、供給オイル圧に比しピストンの受圧面積をピスト
ンロッドの加圧面積で除した数値に比例する高圧力を発
生させることができる。

【００１３】請求項２に於いては、“００１２”で説明
したように供給されたオイルが定められた圧力以下であ
る場合は、第１室にはオイルは流入せず、第３室のみオ
イルは供給される、そして第２シリンダーに嵌装したロ
ッドと一体化したピストンを供給されたオイルで加圧し
外部に仕事を行う。負荷が大となったときは、内部で発
生した高圧オイルに依り前記のロッドと一体化したピス
トンを加圧し、大きな力で外部に仕事を行うことができ
る。

【００１４】 実施例“図３”に於いては、作動用管路
より変換槽の上部にエアーを供給する、変換槽内のオイ
ルは、エアー圧に依り押し出され第３室に流入する。実
施例“図４”では、変換槽の内部に遊動ピストンを嵌装
させて、エアーとオイルを分離させたものである。

【００１５】 実施例“図５”に於いては、オイルの流
動抵抗に依る圧力の増大のための誤作動を防止するた
め、第３室に近い所よりオイルを取り出し、連絡通路で
弁機構ブロックに供給することを目的としている。

【００１６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する、図
１は請求項１に示す本発明の装置の例を示したものであ
る。図１に於いて、作動用管路６と復帰用管路８はシリ
ンダー用切替弁２６に連通する、そして作動用管路６に
オイルを供給するときは復帰用管路８は大気圧となり、
復帰用管路８にオイルを供給するときは作動用管路６は
大気圧となっている。

【００１７】カバー３とシリンダー２と仕切りブロック
４とシリンダー２に嵌装したピストン１に依り第１室７
と第２室９が形成される、次に仕切りブロック４と液室
ブロック１０で第３室１１が形成される。そして第１室
７は通路２４に依り下記に説明する弁機構ブロック５を
介して作動用管路６に連通する、次に第２室９は通路２
３に依り復帰用管路８に連通する、更に第２室９は通路
１３に依り第３室１１に連通する、第３室１１は通路１
４に依り外部の負荷に連通するものとする、又通路１３
には作動用管路６の連通した通路１２が連通している。
ピストンロッド１５はピストン１と一体化し、作動前は
通路１２が開の状態で通路１３に嵌装し第２室９と第３
室１１の連通を遮断する。以上が図１の装置の作動前の
状態である。

【００１８】弁機構ブロック５は、作動用管路６に連通
した通路１６に依り加圧される弁体１７を持つ、そして
弁機構ブロック５の作動前は通路１６が閉となるように
弁体１７に力を加えるスプリング２１を取り付ける、そ
して管路６より供給されたオイルが定められた圧力以上
になると通路１６が開となるようにスプリング２１の強
度を定める。次に復帰用管路８に連通したシリンダー室
２０をもつ、そして弁体１７と一体化した弁用ピストン
１９を嵌装する、そして復帰用管路８よりのオイル圧に
依り、スプリング２１の力に抗して弁用ピストン１９が
作動し通路１６が開となるように弁用ピストン１９の受
圧面積を定める。２５はエアー抜きである。又本図では
弁機構ブロック５がカバーブロック３に固着しているが
必要があれば切離し連絡管等に依り連通させることもで
きる。

【００１９】尚本図では、スプリング２１を通路１８に
取り付けてあるが、シリンダー室２０のエアー抜き２５
側に取り付けることもできる。弁機構ブロック５の作動
時のオイル圧を高く設定する場合、弁体１７が変わらな
いときはスプリング２１の強度を強くすればよい、しか
し弁機構ブロック５の大きさによっては一つのスプリン
グでは必要強度が得られない場合がある、この場合には
通路１８とシリンダー室２０のエアー抜き２５側にスプ
リングを取り付ければよい、又それでもスプリングの強
度が不足する場合は一個所に複数のスプリングを付ける
ことも可能である。

【００２０】図１の装置の作動について説明する、作動
用管路６にオイルを供給する、供給されたオイルが定め
られた圧力以下である場合、弁機構ブロック５は作動し
ないので通路１６は閉となっている、そのため第１室７
へのオイルの流入はないのでピストン１は作動しない。
第３室１１には通路１２、１３を通りオイルは供給され
る、そして通路１４を通り外部の負荷に供給される。こ
のときのオイル圧は弁機構ブロック５のスプリング２１
の設定強度に依り任意に定めることができる。これが低
圧力でオイルが供給されている状態である。

【００２１】次にオイル圧が、負荷の増大に伴い上昇し
定められた圧力以上になれば、弁機構ブロック５の弁体
１７が移動し通路１６は開となる、そして作動用管路６
のオイルは通路１６、１８、２４を通り第１室７に流入
しピストン１を移動させる、ピストンロッド１５も移動
し通路１２を閉とし、更に第３室１１に突出する。第３
室１１は負荷との間で密封されるので、第１室７に供給
されたオイル圧にピストン１の受圧面積をピストンロッ
ド１５の加圧面積で除した数値を乗じた高圧力が第３室
１１に発生する、そして負荷に供給される。これが高圧
力でオイルが供給されている状態である。

【００２２】 次に図１の装置の復帰について説明す
る、シリンダー用切替弁２６を切替て、復帰用管路８に
オイルを供給する、作動用管路６は大気圧となる、弁機
構ブロック５の弁体１７は、スプリング２１に依り移動
して通路１６は閉又は閉となろうとするが、復帰用管路
８よりシリンダー室２０にオイルが供給され加圧される
ので、弁用ピストン１９と弁体１７は逆移動して通路１
６は開となりそして開の状態を保つ、又第２室９にも通
路２３を通りオイルは供給される、ピストン１とピスト
ンロッド１５は移動する、第１室７のオイルは通路２
４、１８、１６と作動用管路６とシリンダー用切替弁２
６を通り流出し、ピストン１とピストンロッド１５は元
の位置に復帰する、そして通路１２が開となり負荷より
の背圧に依り、第３室１１と負荷に連通したオイルは通
路１３、１２と作動用管路６とシリンダー用切替弁２６
を通り流出する。

【００２３】図２は請求項２に示す本発明の装置の例を
示したものである。本図は、図１の液室ブロック１０の
シェル部を第２シリンダー２８とし、ロッド２９と一体
化したピストン２７を嵌装させ仕切りブロック４とロッ
ド２９の貫通したカバー３０で、通路１３に連通した第
３室１１ａと、復帰用管路８に連通した通路３２を持っ
た第４室３１を形成したものである。その他については
図１と同様である。

【００２４】 次に図２の装置の作動について説明す
る、これまでに図１により説明したように低圧力で供給
されたオイルは第３室１１ａを加圧する、第２ピストン
２７は移動する、カバー３０を貫通しているロッド２９
も移動して低出力で外部に仕事をする、そしてロッド２
９にかかる負荷が大となったとき、負荷の増大に対応し
て第３室１１ａのオイル圧も上昇する、同時に作動用管
路６のオイル圧も上昇させる、そして弁機構ブロック５
の弁体１７が移動し、第１室７にオイルを供給して第３
室１１ａに高圧力を発生させる、そしてロッド２９と一
体化した第２ピストン２７を加圧し、高出力で外部に仕
事をすることが出来る。

【００２５】図２の装置の復帰について説明する、復帰
用管路８より供給されたオイルは第２室９と第４室３１
に流入する、そしてこれまでに図１により説明したよう
にピストンロッド１５は元の位置に復帰し通路１２は開
となる、ロッド２９と一体化した第２ピストン２７も加
圧され移動する、そして第３室１１ａのオイルは通路１
３、１２を通り作動用管路６に流出し、ロッド２９と第
２ピストン２７は元の位置に復帰する。

【００２６】図３について説明する、変換槽３４は上方
に作動用管路６の連通する通路３５と下方に通路３６を
持ち連絡管３７に連通する、そして連絡管３７は通路１
２に連通する、３８、３９はバッフルで、エアーを分散
して供給しオイルのエアーに依る泡立ち防止のために設
けた。上方より供給されたエアーはバッフル３８に依り
分散して供給され変換槽３４内のオイルの油面を加圧す
る、オイルは押し出され通路３６、連絡管３７、通路１
２、１３を通り第３室１１に供給される。そして装置の
復帰時は第３室１１のオイルは通路１３、１２、連絡管
３７を通り変換槽３４に入り内部のエアーは作動用管路
６に流出する。

【００２７】図４について供給流体をエアーとして説明
する、本図の変換槽３４ａは遊動ピストン４０を嵌装
し、作動用管路６に連通した通路４１と連絡管３７に連
通した通路４２を持つ、連絡管３７は通路１２に連通す
る。エアーとオイルは遊動ピストン４０に依り分離され
る、エアーの流入に依り遊動ピストン４０は自由に移動
しエアー圧をオイル圧に変換する。次に本図では変換槽
３４は連絡管３７に依り連通しているが、変換槽３４を
仕切りブロック４に固着させることもできる。尚変換槽
のオイル量が小のものは、シリンダー装置本体に変換槽
を組み込むことも可能で、例えば第１シリンダー或は第
２シリンダーの外側に同芯のシリンダーを設けドーナツ
状の遊動ピストンを嵌装することに依って、小型の装置
にまとめることができる。

【００２８】 図５について説明する、連絡通路４３に
依り通路１６と通路１２ａを連通したもので、弁体１７
の作動のためのオイル圧を、第３室１１のオイル圧に近
似にするためと、供給流体の流動抵抗のための圧力の変
動に依る誤動作を防止するために設けられた。

【００２９】請求項１に於ける実際の作業例について説
明する、鉄板に穴をあける打ち抜き用油圧シリンダーに
オイルを供給するものとする。打ち抜き作業に入る前の
ピストンの移動時、油圧シリンダーに供給されるオイル
圧は負荷が小さいので負荷に対応する低圧の状態で供給
される、これは、装置の低圧でオイルが供給されている
状態を示す。次に打ち抜き作業に入ると負荷は増大し、
負荷に対応してオイル圧は上昇する、そして定められた
圧力以上になると、本装置の内部で作られた高圧力のオ
イルが供給され、打ち抜き作業が完了する、そしてこの
打ち抜き作業を行う位置は任意に変更できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に説明するような効果を得る。

【００３１】既設の低圧の油圧ポンプ設備に、請求項１
に依る本発明の装置を組み込むことに依り、任意の必要
なときに高圧のオイルを供給できる高圧の油圧ポンプ設
備となる。又組込に際しては、装置をボルト固定し既設
の配管にチューブ等で接続することに依り完了する、又
電気設備を必要としないので簡単に短時間で安価に設備
ができる。

【００３２】新設の低圧の油圧ポンプ設備に於いても、
本発明の装置を組み込むことに依り簡単にそして安価
に、任意の必要なときに高圧のオイルを供給できる、高
圧の油圧設備となる。

【００３３】 又請求項２に依る本発明の装置では、低
圧力のオイルを用い、負荷の小さいときは低出力で作業
を行い、負荷が大となり高出力を必要とする時は、リミ
ットスイッチ、タイマー、電磁弁等を必要とせず自動的
に高出力を出して作業を行うことが出来る。そして計装
を伴う電気設備を必要としないので簡単に短時間に安価
に設置できる、そして高圧用油圧シリンダーとなる、ま
た供給流体がエアーの場合は、エアー圧をオイル圧に変
える変換槽を用いることに依り、空油圧シリンダーとす
ることが出来る。

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１のシリンダー装置の実施例を示した
縦断面図。

【図２】 請求項２のシリンダー装置の実施例を示した
縦断面図。

【図３】 変換槽を取り付けた実施例を示した部分縦断
面図。

【図４】 遊動ピストンを持った変換槽を取り付けた実
施例を示した部分縦断面図。

【図５】 連絡通路を取り付けた実施例を示した部分縦
断面図。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シリンダー ３、３０ カバー ４ 仕切りブロック ５ 弁機構ブロック ６ 作動用管路 ７ 第１室 ８ 復帰用管路 ９ 第２室 １０ 液室ブロック １１ 第３室 １２、１３、１４、１６、１８、２２、２３、２４、 ３２、３５、３６、４１、４２ 通路 １５ ピストンロッド １７ 弁体 １９ 弁用ピストン ２０ シリンダー室 ２１ スプリング ２５ エアー抜き ２６ シリンダー用切替弁 ２７ 第２ピストン ２８ 第２シリンダー ２９ ロッド ３１ 第４室 ３３ ナット ３４ 変換槽 ３７ 連絡管 ３８、３９ バッフル ４０ 遊動ピストン４３ 連絡通路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン（１）の嵌装したシリンダー
   （２）と前記ピストン（１）とカバー（３）と仕切りブ
   ロック（４）に依り下記の弁機構ブロック（５）を介し
   て作動用管路（６）に連通した第１室（７）と復帰用管
   路（８）に連通した第２室（９）を形成する、前記仕切
   りブロック（４）と液室ブロック（１０）に依り形成さ
   れる第３室（１１）は前記作動用管路（６）に連通した
   通路（１２）の連通している通路（１３）に依り前記第
   ２室（９）に連通する更に負荷に連通した通路（１４）
   を持つ、ピストンロッド（１５）は前記ピストン（１）
   と一体化し更に前記ピストン（１）の受圧面積より小さ
   い加圧面積を持つそして作動前は前記通路（１２）が開
   の状態で前記通路（１３）を閉とする次に作動時は前記
   通路（１２）を閉とし前記第３室（１１）に突出する、
   そして前記作動用管路（６）に連通した通路（１６）は
   弁体（１７）を介して前記第１室（７）に連通するそし
   て前記復帰用管路（８）に連通したシリンダー室（２
   ０）に嵌装した弁用ピストン（１９）と一体化した前記
   弁体（１７）は前記通路（１６）の圧力の上昇に依りス
   プリング（２１）に坑して作動し前記シリンダー室（２
   ０）の加圧に依り戻り作動する前記弁機構ブロック
   （５）を持ったことを特徴とする、圧力の変化に依り作
   動する増圧機構を持つたシリンダー装置。
2. 【請求項２】 ピストン（１）の嵌装したシリンダー
   （２）と前記ピストン（１）とカバー（３）と仕切りブ
   ロック（４）に依り下記の弁機構ブロック（５）を介し
   て作動用管路（６）に連通した第１室（７）と復帰用管
   路（８）に連通した第２室（９）を形成する、そして仕
   切りブロック（４）と第２シリンダー（２８）とカバー
   （３０）と前記第２シリンダー（２８）に嵌装し前記カ
   バー（３０）を貫通したロッド（２９）と一体化したピ
   ストン（２７）とに依り第２室（９）に通路（１３）に
   依り連通した第３室（１１ａ）と前記復帰用管路（８）
   に連通した第４室（３１）を形成する、ピストンロッド
   （１５）は前記ピストン（１）と一体化し更に前記ピス
   トン（１）の受圧面積より小さい加圧面積を持つそして
   作動前は前記通路（１２）が開の状態で前記通路（１
   ３）を閉とする次に作動時は前記通路（１２）を閉とし
   前記第３室（１１ａ）に突出する、そして前記作動用管
   路（６）に連通した通路（１６）は弁体（１７）を介し
   て前記第１室（７）に連通するそして前記復帰用管路
   （８）に連通したシリンダー室（２０）に嵌装した弁用
   ピストン（１９）と一体化した前記弁体（１７）は前記
   通路（１６）の圧力の上昇に依りスプリング（２１）に
   坑して作動し前記シリンダー室（２０）の加圧に依り戻
   り作動する前記弁機構ブロック（５）を持ったことを特
   徴とする、圧力の変化に依り作動する増圧機構を持った
   シリンダー装置。