JP3508125B2 - 増圧装置 - Google Patents

増圧装置

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JP3508125B2
JP3508125B2 JP08651699A JP8651699A JP3508125B2 JP 3508125 B2 JP3508125 B2 JP 3508125B2 JP 08651699 A JP08651699 A JP 08651699A JP 8651699 A JP8651699 A JP 8651699A JP 3508125 B2 JP3508125 B2 JP 3508125B2
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豪一 平野
秀夫 畑山
幹人 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧エアを用い
て、更に高圧力を得る増圧装置に関する発明である。
【0002】
【従来の技術】一般に10kg/cm2以上の高圧を得
るには、油圧装置が用いられる。例えば、工場内に高圧
で作動する圧力スイッチが多数ある場合、それら多数の
圧力スイッチの作動状態の点検を行う際には、それら圧
力スイッチに設定された所定の高圧力が必要とされる。
従って、上記点検を行うには、高圧出力装置を圧力スイ
ッチが設置されている場所まで持ち運ばなければならな
い。高圧力を発生させ、その高圧力を利用する油圧装置
は、油圧シリンダーと、油圧シリンダーのピストンを作
動させるための高圧オイルを送り込む高圧ポンプと、オ
イルタンクとが必要であり、どうしても装置が大型の重
量物になる。油圧ポンプを手動ジャッキ式に代えたもの
もあるが、電源を必要としないというだけで、大同小異
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのため、軽量で持ち
運びが便利な油圧装置として、高圧エアを利用して更に
高圧の油圧力を発生させる増圧装置が考案されている。
これら増圧装置は、有効断面積の大きなエアシリンダー
のピストンロッドの先端に、エアシリンダよりも有効断
面積の小さな油圧シリンダーピストンを取り付け、大き
な有効断面積のエアシリンダーのピストンが受ける圧力
を小さな有効断面積の油圧シリンダーのピストンに働か
せ、油圧シリンダーチューブ内のオイルを加圧すること
により、高圧の油圧力を得て、その油圧力を直接又は別
個取り出して、圧力スイッチ等の他の機器を作動させる
のに利用しようとするものである。
【0004】従って、その構造は、エアシリンダーと油
圧シリンダーが直結した構造となっているため、どうし
ても大型になるうえ、オイルタンクも必要となり、持ち
運びに不便な上、狭い場所等では扱いにくいことが多
い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下に述べる
手段により、上記問題点を解決したものである。図1
は、本発明による増圧装置の断面構造図である。図1
中、1はエアシリンダーのチューブであり、2は油圧シ
リンダーのチューブで、油圧シリンダーはエアシリンダ
ー内に内蔵されている。5はエアシリンダーと油圧シリ
ンダー共用のピストンロッドである。3はエアシリンダ
ーのピストン、4は油圧シリンダーのピストンである。
7はエアシリンダーのピストン側シリンダーキャップ、
8はエアシリンダーのピストンロッド側シリンダーキャ
ップである。油圧シリンダーのピストン側シリンダーキ
ャップ9は、エアシリンダーのピストンロッド側シリン
ダーキャップ8に密接されているか又はエアシリンダー
のピストンロッド側キャップ8と一体構造となってお
り、前記両シリンダーキャップ又は前記一体構造のシリ
ンダーキャップには、油圧シリンダーのピストン側空間
とエアシリンダー外部とを連通する貫通孔Aが設けられ
ている。
【0006】ピストンロッド5の両端には、エアシリン
ダーのピストン3と油圧シリンダーのピストン4が取り
付けられており、ロッドカバー6により、エアシリンダ
ーと油圧シリンダーは仕切られており、ピストンロッド
5は、ロッドカバー6のピストンロッド孔に沿って摺動
しながら左右方向に往復運動が可能となっている。
【0007】油圧シリンダーのピストンロッド側のシリ
ンダーチューブ又はロッドカバー6の下部には、エアシ
リンダーのピストンロッド側空間からオイルが流出入す
る貫通孔D又はD’が設けられ、油圧シリンダーのピス
トン側のリンダーチューブ又はシリンダーキャップ9に
は、エアシリンダーのピストンロッド側空間から油圧シ
リンダーのピストン側空間にオイルが流入する貫通孔E
又はE’が設けられている。前記貫通孔E又はE’に
は、オイルパイプを介して、オイルが油圧シリンダー内
からエアシリンダーの方へ流出するのを防止するための
逆止弁10が設けられている。
【0008】エアシリンダーのピストン側空間のエア
は、エアシリンダーのピストン側シリンダーキャップ7
に設けられた貫通孔B又はエアシリンダーのピストン側
シリンダーチューブに設けられた貫通孔B’から供給さ
れる。エアの供給を受けて、エアシリンダーのピストン
3は図上右側に移動するとともに、油圧シリンダーのピ
ストン4を右方に押す。ピストン3の有効断面積は、ピ
ストン4の有効断面積よりも大きいから、油圧シリンダ
ーのピストン側では、エアシリンダー内に導入されたエ
ア圧よりも高い圧が得られる。例えば、エアシリンダー
内に導入されたエア圧力が5kg/cmとし、エアシ
リンダーのピストン3と油圧シリンダーのピストン4の
直径比が4対1であれば、油圧シリンダーのピストン側
では、およそ4×4×5=80kg/cmの高圧が得
られる。なお、エアシリンダーのピストンロッド側空間
は、図上点線で示すオイルレベルまでシリンダーオイル
で満たされており、ピストンロッド側シリンダーチュー
ブの上部又はピストンロッド側シリンダーキャップ8の
上部には、エアシリンダー外部とエアシリンダーのピス
トンロッド側空間とを連通する貫通孔C又はC’が設け
られている。従って、ピストン3が右方向に移動する
と、エアシリンダーのピストンロッド側空間上部の空気
は貫通孔CまたはC’から外部に排出され、油圧シリン
ダーのピストンロッド側空間には、貫通孔D又はD’か
らオイルが流入する。
【0009】以上、増圧装置に用いられる本発明のシリ
ンダーの構造と高圧力を得る原理を簡単に述べたが、以
下に、本発明のシリンダーの作動状況とその作用効果を
実施例に基づいて説明する。図2は、本発明による図1
に示すシリンダーを用いて、圧力スイッチの作動状態を
点検する装置である。図2において、Lは高圧エア源、
P,Qはそれぞれ減圧弁で、Rは切り替え弁である。減
圧弁Qは、一定圧以上の圧力が加わると外部へ空気を放
出する安全弁が付属している。切替弁Rは貫通孔Bを経
由してエアシリンダーのピストン側の空間と中空パイプ
で連結されている。また、エアシリンダーの減圧弁Qは
貫通孔Cを経由してエアシリンダーのピストンロッド側
の上部空間と中空パイプで連結されている。Mは圧力
計、Nは作動状態を点検しようとする圧力スイッチであ
る。圧力スイッチの圧力検知部は、本発明のシリンダー
の貫通孔Aと油圧パイプで連結されている。
【0010】ピストンロッド5が最も右側に寄った状
態、つまり、ピストン4が油圧シリンダーのピストン側
シリンダーキャップ9に接触した状態で、エアシリンダ
ー内のピストンロッド側の空間は、上部に僅かの空間を
残して、オイルでほぼ満たされている。この状態から、
先ず、Qの減圧弁を開いて、圧力を例えば圧力0.4k
g/cmに調整し、空気をエアシリンダーのピストン
ロッド側空間に導入する。
【0011】次に、切り替え弁Rのレバーを押してエア
シリンダーのピストン側の空間を外部と連通させると、
エアシリンダーのピストン側の空間を満たしていた空気
は、機外に放出され、ピストン3は、左側に移動する。
この時、エアシリンダーのピストンロッド側空間に入っ
ているオイルは逆止弁10を経由して、油圧シリンダー
のピストン側の空間に吸入される。油圧シリンダーのピ
ストン側空間にオイルが吸入されたら、減圧弁Qのバル
ブを閉じる。
【0012】続いて、切替弁Rのレバーを引いて、減圧
弁Pとエアシリンダーのピストン側の空間を連通させ
る。減圧弁Pを例えば5kg/cmに調整すると、ピ
ストン3がピストン4を押す。ピストン3の有効断面積
がピストン4の有効断面積の16倍であれば、油圧シリ
ンダー内の圧力は、エアシリンダー内の圧力の凡そ16
倍、即ち80kg/cmになる。従って、ピストン3
の有効断面積とピストン4の有効断面積の比率の設定及
び、減圧弁Pによる空気圧の調整により、広範囲に亘っ
て任意の高圧力を得ることができる。このようにして得
られた高圧のオイルを利用して圧力スイッチの作動状態
を点検するときは、圧力スイッチごとに定められた所定
の圧力になるよう、圧力計Mでオイルの圧力を監視しな
がら、減圧弁Pで圧力を調整すればよい。逆止弁Jは、
圧力スイッチ点検中、圧力を保持するためであり、流量
調整弁Kは圧力スイッチの下限作動点確認するためのも
のである。なお、油圧シリンダー内のオイルが不足する
場合は、再度、切替弁Rと減圧弁Qを操作してピストン
を左方向に移動させ、油圧シリンダー内にオイルを吸入
し、補充することができる。
【0013】点検作業が終了したら、切替弁Rのレバー
を押し、エアシリンダーのピストン側空間を満たしてい
た空気を外気に放出させるとともに、減圧弁Qのバルブ
を開いて、エアシリンダーのピストンロッド側から空気
を導入すれば、ピストンは左側に移動するとともに、油
圧シリンダーと圧力スイッチNとの間の油圧配管系統の
オイルは、油圧シリンダーのピストン側空間に戻る。油
圧シリンダーのピストンロッド側空間を満たしていたオ
イルは、貫通孔Dを経由してエアシリンダーのピストン
ロッド側空間に戻る。
【0014】
【発明の実施の形態】エアシリンダー内部のピストンロ
ッド側の空間の大部分は、符号11のオイルレベルで示
すように、オイルで満たされており、残りの上部空間は
空気で満たされている。従って、エアシリンダー内部の
ピストンロッド側の空間は、空気とオイルが混在してい
る。先に述べたように、ロッドカバー6又はシリンダー
チューブには、エアシリンダーのピストンロッド側空間
からオイルが流出入する貫通孔D又はD’が設けられ、
ピストン側のシリンダーキャップ9又はシリンダーチュ
ーブには、エアシリンダーのピストンロッド側空間と連
通する貫通孔E又はE’が設けられ、更に、該貫通孔E
又はE’には、オイルパイプを介して、オイルが油圧シ
リンダー内からエアシリンダーへ流出するのを防止する
ための逆止弁10が設けられている。
【0015】エアシリンダーのピストンロッド側空間の
オイルは、空気と混在しているが、空気より重いので、
常にシリンダー下部に滞留しているから、油圧シリンダ
ー内への空気の進入防止のため、油圧シリンダー内への
オイルの流出入の入り口は、エアシリンダーのシリンダ
ーチューブの最下部又はその近傍にあることが望まし
い。即ち、油圧シリンダー内へのオイルの供給を貫通孔
D又はD’から直接行う場合は、貫通孔D又はD’はロ
ッドカバー6又はシリンダーチューブ2の最低部に設け
ることが望ましい。貫通孔D又はD’に中空パイプを継
ぎ、その中空パイプを通じて行う場合は、中空パイプの
先端部をエアシリンダーのシリンダーチューブの底部に
接するようにするか又は底部近傍に延伸させることが望
ましい。同様に、油圧シリンダーのピストン側にオイル
を流入させる逆止弁10の入り口の中空パイプ先端部
も、エアシリンダーのシリンダーチューブの底部に接す
るようにするか又は底部近傍に延伸させることが望まし
い。
【0016】本発明の装置は、エアシリンダーのピスト
ンロッド側内部空間をオイルタンクとして利用している
ため、従来技術に比べて、構造が簡単で且つ小型な装置
とすることができることを特徴とする。しかし、その反
面、エアシリンダーのピストンロッド側内部空間に大量
のオイルを蓄えることができない。即ち、ピストン4が
シリンダーキャップ9に当接したときに、エアシリンダ
ー内におけるオイルレベルは最高になり、ピストン4が
ロッドカバー6に当接したときに、エアシリンダー内に
おけるオイルレベルは最低となる。ピストン4がロッド
カバー6に当接したときに、オイルレベルが、貫通孔
D,D’E,E’の何れかよりも下がると、油圧シリン
ダー内に空気が吸入され易くなる。油圧シリンダー内に
空気が吸入されると、所定の高圧を得られなくなった
り、オイル圧が不安定になる恐れがある。
【0017】従って、前述のように、油圧シリンダーの
オイル導入口は、できるだけ下部に設けることが望まし
い。一方、逆に、空気を排出する貫通孔C又はC’は、
シリンダーチューブ又はシリンダーキャップ8のできる
だけ上部に設けることが望ましいことは言うまでもな
い。また、エアシリンダー内に導入される空気の空気圧
はそれほど高圧ではないから、オイルレベルが外から観
察できるよう、エアシリンダーのチューブを、導入され
る空気圧に耐えられる透明な強化プラスチック又は強化
ガラス等の透明な材料で作成することが好ましい。
【0018】
【発明の効果】本発明の増圧装置は、エアシリンダーの
中に油圧シリンダーが納められているので、従来のもの
よりも小型で扱いやすい。請求項2の発明は、エアシリ
ンダー内部のオイルレベルを外から見えるようにして、
本装置の点検を容易にした発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシリンダー構造の断面図。
【図2】 本発明のシリンダーを圧力スイッチの点検に
用いた場合の説明図。
【符号の説明】
1 エアシリンダーのシリンダーチューブ 2 油圧シリンダーのシリンダーチューブ 3 エアシリンダーのピストン 4 油圧シリンダーのピストン 5 共用ピストンロッド 6 ロッドカバー 7 エアシリンダーのピストン側シリンダーキ
ャップ 8 エアシリンダーのピストンロッド側シリン
ダーキャップ 9 油圧シリンダーのピストン側シリンダーキ
ャップ 10 逆止弁 11 オイルレベル A 貫通孔 B 貫通孔 B’ 貫通孔 C 貫通孔 C’ 貫通孔 D 貫通孔 D’ 貫通孔 E 貫通孔 E 貫通孔 J 逆止弁 K 流量調整弁 L 高圧エア源 M 圧力計 N 圧力スイッチ P 減圧弁 Q 減圧弁 R 切替弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 幹人 北海道釧路市鳥取南2丁目1番47号 日 本製紙株式会社釧路工場内 (72)発明者 堀内 誠 北海道釧路市鳥取南2丁目1番47号 日 本製紙株式会社釧路工場内 (56)参考文献 特開 昭63−243501(JP,A) 特開 昭63−106401(JP,A) 特開 昭49−96179(JP,A) 特開 昭56−156501(JP,A) 実開 昭55−26176(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F15B 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】増圧装置に用いるシリンダー構造であっ
    て、 1.エアシリンダー内に、エアシリンダーのピストンよ
    りも有効断面積の小さなピストン を備えた油圧シリン
    ダーが内蔵され、 2.上記油圧シリンダーのピストンとエアシリンダーの
    ピストンは同一のピストンロッドの両端に取り付けら
    れ、該ピストンロッドは、エアシリンダーと油圧シリン
    ダーを仕切るロッドカバーに設けられたロッド孔に沿っ
    て摺動可能であり、 3.エアシリンダーのピストンロッド側シリンダーキャ
    ップには、油圧シリンダーのピス トン側シリンダーキ
    ャップが密接されているか又は前記油圧シリンダーのピ
    ストン側シリンダーキャップと一体構造となっており、
    且つ前記油圧シリンダーのピストン側空間は、前記密接
    された両シリンダーキャップ又は前記一体構造のシリン
    ダーキャップを貫 通する貫通孔によりエアシリンダー
    外部と連通しており、 4.エアシリンダーのピストン側シリンダーキャップ又
    はピストン側シリンダーチューブには、外部と連通する
    貫通孔が設けられているとともに、エアシリンダーのピ
    ストンロッド側シリンダーキャップ上部又はピストンロ
    ッド側シリンダーチューブの上部には、エアシリンダー
    外部とピストンロッド側の空間とを連通する貫通孔が設
    けられ、 5.油圧シリンダーのピストンロッド側シリンダーチュ
    ーブ下部又はロッドカバー下部には、エアシリンダーの
    ピストンロッド側空間と油圧シリンダーのピストンロッ
    ド側の空間を連通する貫通孔が設けられ、 6.油圧シリンダーのピストン側シリンダーチューブ又
    はピストン側シリンダーキャップには、エアシリンダー
    のピストンロッド側空間と油圧シリンダーのピストン側
    空間を連通する貫通孔が設けられ、 7.前記油圧シリンダーのピストン側シリンダーチュー
    ブ又はピストン側シリンダーキャップに設けられた貫通
    孔には、中空パイプを介して、油圧シリンダー内部から
    エアシリンダー内部へのオイルの流れを阻止する逆止弁
    10が取り付けられている、ことを特徴とするシリンダ
    ー構造。
  2. 【請求項2】エアシリンダーのシリンダーチューブが透
    明な強化プラスチック又は透明な強化ガラス等の透明な
    材質からなることを特徴とする請求項1に記載のシリン
    ダー構造。
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