JP3898695B2

JP3898695B2 - 高圧流体発生装置

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Publication number: JP3898695B2
Application number: JP2004009088A
Authority: JP
Inventors: 和也世良; 文宣萱谷
Original assignee: SR Engineering Co Ltd
Current assignee: SR Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP2005201164A

Description

本発明は、空気圧によりピストンを動作させ、その結果プランジャポンプを駆動することによって、高圧流体を発生させる高圧流体発生装置に関する。

このような高圧流体発生装置は、例えば圧油の消費に応じて空気圧を油圧に変換して供給する用途に使用されることがある。この用途に使用した場合、圧油の消費が停止しているときの圧油の微少な漏れにより、ピストンが超微速で移動して、デッドポイントに入り、作動しなくなることがある。この点を解決しようとするものとして、例えば特許文献１に開示されている技術がある。

この技術では、例えば図４に示すように、本体２に設けたシリンダ４内にピストン６が設けられている。ピストン６の下側に復帰バネ８が設けられ、ピストン６の上側のシリンダ室４が圧力室１０とされている。圧力室１０に給排気弁１２を介して圧縮空気を給排することによってピストン６が上下動し、プランジャ式ポンプ（図示せず）が駆動される。給排気弁１２は、給気路１４と、排気路１６と、給排気路１８と、給排弁体２０とを、本体２内のシリンダ室４の上方に有している。給気路１４は、圧縮空気源（図示せず）に接続され、排気路１６は外界に連通している。給排気路１８は、圧力室１０に連通している。給排弁体２０は、ピストン６の移動方向に沿って移動可能であって、第１弁部２２と、第２弁部２４とを有し、給気位置と排気位置との２つの切換位置に切り換えられる。給気位置では、第１弁部２２が給排気路１８を給気路１４に接続し、第２弁部２４が給排気路１８を排気路１６と遮断している。排気位置では、第１弁部２２が給排気路１８を給気路１４と遮断し、第２弁部２４が給排気路１８を排気路１６と接続している。給排弁体２０の移動方向の上端に第１パイロット室２６が設けられている。給排弁体２０の移動方向の下端に第２パイロット室２８が設けられ、第２パイロット室２８は給気路１４に連通している。給排弁体２０の中心部には内孔３０が形成されている。この内孔３０は、給排弁体２０を上下方向に貫通し、第１及び第２パイロット室２６、２８に達している。ピストン６と同軸的に且つ一体にパイロットロッド３２が形成されている。このロッド３２は内孔３０内を摺動可能である。第２パイロット室２８と内孔３０との間を開閉するように、パイロットロッド３２の先端部には、図５に示すように給気弁部３４が設けられている。パイロットロッド３２の先端によって押圧可能にパイロット排気弁３６が第１パイロット室２６の上方に設けられている。パイロット排気弁３６は、パイロットロッド３２の先端によって押圧されたとき、開弁して第１パイロット室２６を排気路１６に接続する。パイロット排気弁３６は、パイロットロッド３２の先端によって押圧されていないとき、閉弁し第１パイロット室２６を排気路１６から遮断する。給排弁体２０の第１パイロット室２６側のパイロット圧受圧面積は、第２パイロット室２８側のパイロット圧受圧面積よりも大きく形成されている。パイロットロッド３２の給気弁部３４は、図５に拡大して示すように、Ｏリングによって形成されている。パイロットロッド３２の先端側にＯリング溝が設けられている。このＯリング溝は、その溝底が先端側に拡大した角度θを有するテーパー状溝底３８を有し、しかもＯリング３４の線径よりも充分に広い溝幅を有している。このＯリング溝に装着されているＯリング３４は、Ｏリング溝の大径側溝底径よりも小さい内径を有し、内孔３０内に侵入したとき、給気圧力によって溝底大径側に移動して、内孔３０を気密に封鎖可能な大きさに形成されている。

特許第３３４２９２９号公報

この高圧流体発生装置では、供給位置に切り換えられている状態では、図４の右半分に示すようにパイロットロッド３２の先端部がパイロット排気弁３６を開弁し、第１パイロット室２６は大気圧にある。また、内孔３０内にＯリング３４が位置するが、第２パイロット室２８のパイロット圧によってテーパー状溝底３８の大径側に押されて、第１パイロット室２６と第２パイロット室２８とを遮断している。この状態では、給気路１４、第２パイロット室２８、第２弁部２０、給排気路１８、圧力室１０に圧縮空気が供給され、超微速でパイロットロッド３２が下降する。やがて、Ｏリング３４が図５の左半分に示すように内孔３０の下端付近まで、即ち下死点付近まで降下すると、Ｏリング３４のシール力の低下によって、圧縮空気が第２パイロット室２８から第１パイロット室２６に内孔３０を介して供給され始める。これによって、Ｏリング３４を大径側に押圧していた力が弱まり、Ｏリング３４は、その弾性力によって縮もうとして、テーパー状溝底３８の小径側に移動する。これによって、第１及び第２パイロット室２６、２８間に内孔３０を介して大きな通路が形成され、第１パイロット室２６に大流量の圧縮空気が供給され、給排弁体２０が勢いよく排気位置に切り替わる。これによって、給排弁体２０が下降中に停止することを阻止する。

しかし、下死点付近でＯリング３４が縮む方向に移動しようとするとき、摺動抵抗等の問題で、給排弁体２０が移動するはずの空気圧力になっても、Ｏリング３４が動き出さないことがある。この状態で、第１パイロット室２６にゆっくりと圧縮空気が入り続け、給排弁体２０がゆっくりと降下し、内孔３０がＯリング３４によって再び閉じられ、図６に示すように、給排弁体２０が少し下がった状態で停止してしまう。これは、第１弁部２２が給排気路１８と排気路１６とを連通させた状態となり、第２パイロット室２６から給排気路１８に供給された圧縮空気が、排気路１６から排気されるからである。また、下死点付近でＯリング３４が縮む方向に移動していく途中で、給排弁体２０を下降させるのに充分な圧縮空気の通路が内孔３０とＯリング３４との間で形成されると、給排弁体２０が下降を開始し、Ｏリング３４の移動に追いつき、Ｏリング３４が再び内孔３０を封止し、給排弁体３０の下降が停止してしまうこともある。

本発明は、超微速でピストンが移動しても、ピストンの動きが停止することを確実に防止した高圧流体発生装置を提供することを目的とする。

本発明による高圧流体発生装置では、シリンダ内にピストンが設けられている。このシリンダ内における前記ピストンの一方の側に復帰バネが設けられている。シリンダ内における前記ピストンの他方の側が圧力室とされている。圧縮空気を給排弁を介して前記圧力室に給排することによって前記ピストンを往復動作させる。この往復動作によってプランジャ式ポンプが駆動され、高圧流体を発生する。前記給排弁は、前記シリンダが設けられている本体内に、圧縮空気源に接続される給気路と、外界に連通する排気路と、前記圧力室に連通する給排気路と、前記ピストンの移動方向に沿って移動可能である給排弁体とを、有している。この給排弁体は、第１及び第２弁部を有し、給気位置と排気位置とに切り換え可能である、給気位置は、前記給排気路と前記給気路とを第２弁部で接続し、かつ前記給排気路と前記排気路とを第１弁部で遮断した位置である。排気位置は、前記給排気路と前記給気路とを第２弁部で遮断し、かつ前記給排気路と前記排気路とを第１弁部で接続した位置である。前記給排弁体の移動方向の一端に第１パイロット室が設けられ、他端に前記給気路に連通した第２パイロット室が設けられている。第１及び第２パイロット室を連通する内孔が、前記給排弁体内を前記ピストンの移動方向に沿って貫通している。前記ピストンと連動するように前記本体内に設けられたパイロットロッドが前記内孔に挿通されて、第２パイロット室と前記内孔との間を開閉するように前記パイロットロッドに給気弁部が形成されている。前記パイロットロッドの先端による押圧によって開弁されて、第１パイロット室を前記排気路に接続するパイロット排気弁が前記本体に設けられている。パイロット排気弁は、前記パイロットロッドの先端が非接触状態では閉弁され、第１パイロット室を排気路から遮断している。前記給排弁体の第１パイロット室側のパイロット圧受圧面積を第２パイロット室側のパイロット圧受圧面積よりも大きく形成してある。前記パイロットロッドでは、前記内孔、第２パイロット室及び前記圧力室を通って前記ピストンに基端が結合されている。前記パイロットロッドが前記ピストンの移動方向に移動可能に、前記パイロットロッドの基端が、前記ピストンに設けたロッド受け部に遊嵌されている。さらに、前記パイロットロッドの前記内孔側における受圧面積を、前記圧力室側における受圧面積よりも大きく形成してある。

このように構成しているので、給排弁体が給気位置から排気位置に向かって移動するとき、まずパイロットロッドが圧力室側に向かって移動を開始する。このとき、パイロットロッドの先端がパイロット排気弁から離れ、第１パイロット室は排気路から遮断される。この状態でパイロットロッドが降下すると、パイロットロッドの基端が受け部に遊嵌されているので、圧力室の圧力によってパイロットロッドの基端は、受け部内の底から離れ、その離れた状態のまま圧力室側に向かって移動する。やがて、給気弁部が内孔の圧力室側の端部付近まで移動すると、給気弁部による内孔の封止が若干解かれ、内孔を介して圧縮空気が第２パイロット室から第１パイロット室に供給される。これによって、第１パイロット室の圧力が上昇し、パイロットロッドを受け部の底から離している力よりも、第１のパイロット室の圧縮空気圧とパイロットロッドの内孔側における受圧面積とによって決定される力が大きくなると、一気に受け部の底までパイロットロッドの基端が移動し、給気弁部による内孔の封止が一気に解除される。これによって、第１パイロット室内には内孔を介して圧縮空気が急速に供給されるので、第１パイロット室の圧力が急上昇し、給排弁体は一気に排気位置に切り換えられる。従って、ピストンが超微速で移動している場合でも、この高圧流体発生装置が作動しなくなることはない。

前記パイロット給排気弁は、パッキン、例えばＯリングを、前記給気位置において前記内孔内に位置する前記パイロットロッドの部分に形成した一定の溝幅を有するパッキン溝、例えばＯリング溝に収容し、前記内孔を封止しているものとすることができる。このパッキンは、排気位置において、前記内孔を開放している。上述したように、パイロットロッドに設けた給気弁部は、パイロットロッドの内孔側と圧力室側とにおける受圧面積の差を利用して、一気に内孔と第２パイロット室とを連通させる構成であるので、Ｏリングの弾性を利用して内孔と第２パイロット室とを連騰させていない。従って、パッキン溝は、一定の溝幅を有するものとすることができ、製造が容易になる。

前記ロッド受け部は、前記ピストンの前記一方の側に設けられた前記プランジャ式ポンプ駆動用ロッドに設けることができる。前記パイロットロッドは、前記ピストンを貫通して、前記ロッド受け部に収容されている。このように構成すると、プランジャ式ポンプを駆動するために必要なロッドを利用して、パイロットロッドを遊嵌しているので、遊嵌するための受け部を別個に設ける必要が無く、構成を簡略化することができる。

前記パイロットロッドは、前記給気位置において前記パイロットロッドの前記圧力室に位置する部分から前記基端までを、残りの部分よりも小径に形成することができる。このように構成すると、パイロット給気弁が内孔の圧力室側端部付近まで移動した状態において、パイロットロッドの内孔側端部に印加される力を圧力室側にかかる力よりも比較的容易に大きくすることができる。

以上のように、本発明によれば、パイロットロッドの端部をピストン側に遊嵌し、かつパイロットロッドの内孔側の受圧面積を圧力室側の受圧面積よりも大きくすることによって、超微速で作動している場合でも高圧流体発生装置が停止することを確実に防止することができる。

本発明の１実施形態の高圧流体発生装置を図１乃至図３を参照して説明する。この高圧流体発生装置は、図１に示すように、本体１００を有している。この本体１００内に、シリンダ１０２が設けられている。このシリンダ１０２内に空気圧動作用ピストン１０４が設けられている。本体１００には、給排気弁１０６、油圧ポンプ１０８等も設けられている。圧縮空気が給排気弁１０４を介してシリンダ１０２内の圧力室に給排されることによって、ピストン１０４が往復動作し、その往復動作によって油圧ポンプ１０８が駆動されて、高圧流体を発生する。

シリンダ１０２は、本体１００の下部側に形成されている。このシリンダ１０２の内部に、上下に摺動可能にピストン１０４が収容され、シリンダ１０２の内部を上下２つの部屋に区画している。ピストン１０２の上側の部屋が圧力室１１０に、下側の部屋がばね室１１２に形成されている。ばね室１１２には、ピストン１０４が上方端位置に復帰するための復帰ばね１１４が設けられている。また、ピストン１０４の下部の中央には、下方に伸延したピストンロッド１１６が設けられている。ピストン１０４は、圧力室１１０に圧縮空気が供給されると、復帰ばね１１４の弾性力に抗して下方に前進し、圧力室１１０の圧縮空気が排出されると、復帰ばね１１４の弾性力によって上方に後退する。

このピストンロッド１１６の上下動によってプランジャ式である油圧ポンプ１０８が動作し、油吸い込みポート１１８から吸い込まれた圧油が高圧とされて圧油出力ポート１２０から吐出される。

給排気弁１０６は、給気路１２２、排気路１２４、給排気路１２６、給排弁体１２８、第１パイロット室１３０、第２パイロット室１３２、パイロット給気弁１３４、パイロット排気弁１３６等を備えている。

給気路１２２は、本体１００内にシリンダ１０２の上方の位置するように形成された通路であり、圧縮空気源に接続される給気ポート１３８に接続されている。排気路１２４は、外界に開放された排気口１４０に連通する通路で、シリンダ１０２の上方の本体１００内に形成されている。給排気路１２６は、やはりシリンダ１０２の上方の本体１００に形成された通路であり、後述する第１及び第２弁部１４２、１４４の第１及び第２弁座１４６、１４８の間の空間１５０を圧力室１１０に連通させている。

給排弁体１２８は、本体１００内のシリンダ１０２の上方に収容され、ピストン１０２の移動方向に沿って、即ち図１における上下方向に、小寸法移動可能である。給排弁体１２８は、第１弁部１４２、第２弁部１４４を有している。これら弁部１４２、１４４に対応して本体１００に第１弁座１４６、第２弁座１４８が形成されている。給排弁体１２８が上方に移動したとき、第１弁部１４２が第１弁座１４６に着座し、かつ第２弁部１４４が第２弁座１４８から離座する。給排弁体１２８が下方に移動したとき、第１弁部１４２が第１弁座１４６から離座し、かつ第２弁部１４４が第２弁座１４８に着座する。第１弁部１４２と第１弁座１４６とは、給排気路１２６と排気路１２４との間に設けられている。第２弁部１４４と第２弁座１４８とは給気路１２２と給排気路１２４との間に設けられている。

これによって、給排弁体１２８が上方に移動したときには、圧力室１１０に対する給気位置に給排弁体１２８が移動しており、給排気路１２６と排気路１２４との間を遮断し、給排気路１２６と給気路１２２とを連通している。給排弁体１２８が下方に移動したときには、圧力室１１０に対する排気位置に給排弁体１２８が移動しており、給排気路１２６と排気路１２４との間が連通し、給排気路１２６と給気路１２２とが遮断されている。

給排弁体１２８の移動方向の上端に、第１パイロット室１３０が設けられている。給排弁体１２８の移動方向の下端に、第２パイロット室１３２が設けられている。

第１パイロット室１３０は、給排弁体１２８の上端にピストン状に形成されている大径部１５２が、本体１００に形成されたシリンダ状の部分に嵌合することによって構成されている。この大径部１５２の外径は、第１弁座１４６の外径よりも大径である。また、第２弁座１４８の外径は第１弁座１４６の外径よりも小径である。

第２パイロット室１３２は、第２弁座１４８の内径よりも小径に形成された給排弁体１２８の下端部を包囲するような空間を、本体１００のシリンダ１０２の上方に形成し、給気路１２２に連通させたものである。

給排弁体１２８の有効受圧面積は、第１パイロット室１３０側が第２パイロット室１３２側よりも充分に大きく、双方のパイロット室１３０、１３２に同一の空気圧が作用したとき、給排弁体１２８は下降動作する。

給排弁体１２８の中央部には内孔１５４が穿設されている。この内孔１５４は、ピストン１０２の移動方向に貫通し、第１及び第２パイロット室１３０、１３２を連通させている。この内孔１５４には、パイロットロッド１５６の先端部が挿通されている。このパイロットロッド１５６の基端部は、シリンダ１０２の圧力室１１０内に侵入し、ピストン１０４を貫通し、ロッド１１６の上端部に設けられた受け部１５８に収容されている。このパイロットロッド１５６は、ピストン１０４の移動方向に摺動可能である。パイロットロッド１５６とロッド１１６とは、ピストン１０４の中央に同心に位置している。

図２及び図３に示すように、パイロットロッド１５６の他端部にはストッパ１６０が形成され、受け部１５８の上部開口に設けた固定環状部１６２によって上方に抜けることが阻止されている。ストッパ１６０の上下方向の寸法よりも受け部１５８の上下方向の寸法が長く、パイロットロッド１５６は上下方向に予め定めた距離だけ移動可能である。即ち、パイロットロッド１５６は、受け部１５８に遊嵌され、受け部１５８の内部をシリンダとするピストンとして機能する。

さらに、パイロットロッド１５６は、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がパイロットロッド１５６にはある。圧力室１１０に圧縮空気が供給された状態では、パイロットロッド１５６は、図２の左半分に示すように上方に浮き上がるように、面積差が選択されている。また、第１パイロット室１３０に圧縮空気が供給されたとき、給排弁体１２８が下降を開始し始める圧縮空気の圧力よりも低い圧縮空気圧で、上述したように浮き上がっているパイロットロッド１５６が下降するように、大径部１５６ａ、小径部１５６ｂの受圧面積が選択されている。

このパイロットロッド１５６の大径部１５６ａの先端部側に上述したパイロット給気弁１３４が設けられている。この給気弁１３４は、ピストン１０２の往復動作により、第２パイロット室１３２を通り内孔１５４の下端から内孔１５４内に出入りして、第２パイロット室１３２と内孔１５４とを開閉する。このパイロット給気弁１３４は、パイロットロッド１５６の大径部１５６ａの先端側に、その周囲に沿って形成したＯリング溝にＯリングを設けることによって形成されている。

内孔１５４の中途にパイロット給気弁１３４が位置する状態では、パイロット給気弁１３４は内孔１５４の内周面に接触し、圧縮空気が内孔１５４を介して第２パイロット室１３２から第１パイロット室１３０に供給されることを阻止している。従って、パイロットロッド１５６が上昇している上死点では、このパイロット給気弁１３４は内孔１５４の上端部よりも幾分下側にある閉弁状態であって、圧縮空気が内孔１５４を介して第１パイロット室１３０から第２パイロット室１３２に供給されることを阻止している。

一方、パイロットロッド１５６が下降している下死点では、パイロット給気弁１３４は内孔１５４の下端部よりも幾分下側にある開弁状態である。この開弁状態では、内孔１５４を介して第２パイロット室１３２の圧縮空気が第１パイロット室１３０に供給される。なお、パイロットロッド１５６が下死点よりも幾分上側に位置する状態から、圧縮空気が内孔１５４内に徐々に供給されるように、即ち、パイロット給気弁１３４と内孔１５４との間に若干の隙間を形成するように、内孔１５４の下端部は、ピストン側に向かうに従って徐々に直径が拡大されている。

第１パイロット室１３０に上述したパイロット排気弁１３６が設けられている。このパイロット排気弁１３６は、パイロットロッド１５６の先端部によって押されて開弁し、第１パイロット室１３０を排気路１２４に接続する。なお、パイロット排気弁１３６は、パイロットロッド１５６の先端部に押されていない状態で閉弁し、第１パイロット室１３０を排気路１２４と遮断している。

このように構成された高圧流体発生装置では、給気路１２２に圧縮空気が供給された初期状態では、図２の右側に示すようにピストン１０４が復帰ばね１１４の弾性力によって上昇した復帰位置にある。従って、パイロットロッド１５６が上死点まで上昇し、パイロット給気弁１３４が内孔１５４内にあり、パイロット給気弁１３４は閉弁状態にある。また、パイロットロッド１５６の先端部がパイロット排気弁１３６を開弁し、第１パイロット室１３０の圧力は大気圧である。このとき、第２パイロット室１３２の圧縮空気圧力で給排弁体１２８が上昇しており、給気位置に給排弁体１２８が位置する。この給気位置では、パイロットロッド１５６のストッパ１６０は、受け部１５８の底部に接触している。即ち、パイロットロッド１５６は浮き上がっていない。

この状態では、第２弁部１４４が第２弁座１４８から離座しており、その結果、給排気路１２６が給気路１２２に接続され、かつ第１弁部１４２が第１弁座１４６に着座し、その結果、排気路１２４が給排気路１２６と遮断された状態にある。従って、図２の左側に示すように、シリンダ１０２の圧力室１１０に圧縮空気が供給され、ピストン１０４が復帰ばね１１４の弾性力に抗して下方へ移動を開始する。

このとき、パイロットロッド１５６における大径部１５６ａと小径部１５６ｂとの境界部の面積差がある部分に圧縮空気圧がかかって、上向きの力が発生する。この力がパイロットロッド１５６を上向きに押している。しかし、パイロットロッド１５６の一端部がパイロット排気弁１３６を押していることによりパイロットロッド１５６の一端部に下向きに加わる反力が、上記境界部の面積差の有る部分にかかる空気圧による力よりも大きく、パイロットロッド１５６は浮き上がっていない。やがて、ピストン１０４の下降によりパイロットロッド１５６の先端部がパイロット排気弁１３６から離れたとき（パイロット排気弁１３６を閉弁したとき）、パイロットロッド１５６の先端部にかかっていた上記反力が消失し、上記境界部の面積差の有る部分にかかる空気圧による上向きの力によってパイロットロッド１５６が浮き上がる。

この浮き上がった状態のままで、図３の右側に示すようにピストン１０４が下降していき、パイロットロッド１５６が下死点付近まで降下すると、パイロット給気弁１３４が給排弁体１２８の下端付近に到達し、排気弁１３４と給排弁体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第１パイロット室１３０に流れ込み始める。

これによって、第１パイロット室１３０の空気圧が徐々に上昇し、パイロットロッド１５６の先端部側の面に圧縮空気圧がかかり、下向きの力がパイロットロッド１５６にかかる。この下向きの力が、パイロットロッド１５６の大径部１５６と小径部１５６ｂとの境界の面積差のある部分にかかる圧縮空気によって生じている上向きの力よりも大きくなると、図３の左側に示すように、給排弁体１２８が下降する以前に、浮き上がっているパイロットロッド１５６が受け部１５８の底まで下降する。これによって、パイロット給気弁１３４が完全に開弁状態となり、内孔１５４を介して第１パイロット室１３０に圧縮空気が供給され、第１パイロット室１３０の圧力が急上昇し、給排弁体１２８が勢いよく降下し、給排弁体１２８が排気位置に移動する。

排気位置に給排弁体１２８が移動したことにより、第１弁部１４２が第１弁座１４６から離座し、給排気路１２６と排気路１２４との間が連通する。同時に、第２弁部１４４が第２弁座１４８に着座し、給排気路１２６と給気路１２２とが遮断される。これによって、圧力室１１０内の圧縮空気が給排気路１２６、排気路１２４を介して外界に放出されるので、ピストン１０４が復帰ばね１１４の弾性力によって上昇する。このとき、パイロットロッド１５４も上昇し、内孔１５４内に侵入し、第１パイロット室１３０と第２パイロット室１３２とを遮断する。ピストン１０４の上昇の終わり付近で、パイロットロッド１５４の先端部がパイロット排気弁１３６を開弁し、第１パイロット室１３０の圧力を大気圧とする。これによって第２パイロット室１３２の圧力が第１パイロット室１３０の圧力よりも高くなり、給排弁体１２８が上昇し、図２の右側に示す状態に戻る。以下、上述した動作を繰り返すので、ピストン１０４が往復動作を繰り返し、プランジャ式油圧ポンプ１０８が駆動されて、高圧流体を発生する。

高圧流体の出力側が所定の高圧となり、そのままで停止状態になっているとき、出力側に流体漏れが生じて、圧力が少しずつ低下してくると、その圧力の低下を補うように、高圧流体発生装置が動作する。このとき、流体漏れが極めて微少であると、ピストン１０４が超微速度で往動作し、通常速度で復動作する。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、パイロットロッド１５６のみが下降して、確実にパイロット給気弁１３４を開弁させるので、第１パイロット室１３０と第２パイロット室１３２との間に大きな通路（内孔１５４全体）が形成され、給排弁体１２８が瞬時に排気位置に切り替わる。これによって、第１弁部１４２が第１弁座１４６から離座し、かつ第２弁部１４４が第２弁座１４８から離座しているいわゆるオールポートオープンの状態は発生せず、給排弁体１２８がデッドポイントに入ることはない。

また、仮に、パイロットロッド１５６が下死点に完全に到達する前に、第１パイロット室１３０の圧力が高くなったことにより給排弁体１２８が下降して、再びパイロット給気弁１３４が内孔１５４内に入り、第１及び第２パイロット室１３０、１３２間を遮断して、給排弁体１２８が排気位置に到達する前に停止したとしても、第１パイロット室１３０には圧縮空気が既に供給されているので、この圧縮空気の圧力によってパイロットロッド１５６は下降動作を継続する。その結果、パイロット給気弁１３４が再び開弁し、内孔１５４を介して第１及び第２パイロット室１３０、１３２間に大きな通路が形成され、第１パイロット室１３０に圧縮空気が供給され、給排弁体１２８を排気位置まで降下させるので、給排弁体１２８がデッドポイントに入ることはない。

上記の実施の形態では、油圧ポンプを駆動して高圧の油圧を発生するように構成したが、空気圧ポンプを駆動して高圧の圧縮空気または圧縮ガスを発生するようにすることも可能である。

本発明の１実施形態の高圧流体発生装置の給気状態を右側に、排気状態を左側に示した主要部縦断正面図である。図１の高圧流体発生装置における給気開始前の状態を右側に、給気開始前の状態から僅かに給気状態に向かって動作した状態を左側に示した部分省略主要部拡大縦断正面図である。図１の高圧流体発生装置における排気状態を左側に、排気状態への切換直前の状態を右側に示した部分省略主要部拡大縦断正面図である。従来の高圧流体発生装置における給気状態を右側に、排気状態を左側に示した部分省略主要部拡大縦断正面図である。図４の部分拡大図である。図４の高圧流体発生装置がデッドポイントに入った状態の部分拡大図である。

符号の説明

１００本体部
１０２シリンダ
１０４ピストン
１０６給排弁部
１０８プランジャ式ポンプ
１１０圧力室
１１４復帰ばね
１２２給気路
１２４排気路
１２６給排気路
１２８給排弁体
１３０第１パイロット室
１３２第２パイロット室
１３４パイロット給気弁
１３６パイロット排気弁
１４２第１弁部
１４４第２弁部
１４６第１弁座
１４８第２弁座
１５４内孔
１５６パイロットロッド
１５８受け部

Claims

シリンダ内にピストンを設け、このシリンダ内における前記ピストンの一方の側に復帰バネを設け、他方の側を圧力室として、圧縮空気を給排弁を介して前記圧力室に給排することによって前記ピストンが往復動作し、その往復動作によってプランジャ式ポンプを駆動して、高圧流体を発生する装置であって、
前記給排弁が、前記シリンダが設けられている本体内に、圧縮空気源に接続される給気路と、外界に連通する排気路と、前記圧力室に連通する給排気路と、前記ピストンの移動方向に沿って移動可能である給排弁体とを、有し、
前記給排弁体は、第１及び第２弁部を有し、前記給排気路と前記給気路とを第２弁部で接続し、かつ前記給排気路と前記排気路とを第１弁部で遮断した給気位置と、前記給排気路と前記給気路とを第２弁部で遮断し、かつ前記給排気路と前記排気路とを第１弁部で接続した排気位置とに、切換可能であり、
前記給排弁体の移動方向の一端に第１パイロット室を設け、他端に前記給気路に連通した第２パイロット室を設け、
第１及び第２パイロット室を連通する内孔が、前記給排弁体内を前記ピストンの移動方向に貫通し、
前記ピストンと連動するように前記本体内に設けられたパイロットロッドを、前記内孔に挿通し、第２パイロット室と前記内孔との間を開閉するように前記パイロットロッドに給気弁部を形成し、
前記パイロットロッドの先端による押圧によって開弁されて、第１パイロット室を前記排気路に接続するパイロット排気弁を設け、
前記給排弁体の第１パイロット室側のパイロット圧受圧面積を第２パイロット室側のパイロット圧受圧面積よりも大きく形成した
高圧流体発生装置において、
前記パイロットロッドは、前記内孔、第２パイロット室及び前記圧力室を通って前記ピストンに基端が結合され、前記パイロットロッドが前記ピストンの移動方向に移動可能に、前記パイロットロッドの基端は、前記ピストンに設けたロッド受け部に遊嵌され、前記パイロットロッドの前記内孔側における受圧面積を、前記圧力室側における受圧面積よりも大きく形成した高圧流体発生装置。
請求項１記載の高圧流体発生装置において、前記パイロットロッドに設けた前記吸気弁部は、前記給気位置において前記内孔内に位置する前記パイロットロッドの部分に形成した一定の溝幅を有するパッキン溝にパッキンを収容したものである高圧流体発生装置。
請求項１記載の高圧流体発生装置において、前記ロッド受け部は、前記ピストンの前記一方の側に設けられた前記プランジャ式ポンプ駆動用ロッドに設けられ、前記パイロットロッドは、前記ピストンを貫通して、前記ロッド受け部に収容されている高圧流体発生装置。
請求項１記載の高圧流体発生装置において、前記給気位置において前記パイロットロッドの前記圧力室に位置する部分から前記基端までが、残りの部分よりも小径に形成されている高圧流体発生装置。