JPH0244064Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、空気圧を増圧して出力する増圧装置
に関するものである。

［従来の技術］ ピストンで区画された増圧室と駆動室を備えた
シリンダにおける上記増圧室に、入力ポートと出
力ポートを開口させ、電磁弁による駆動室への圧
力流体の給排によりピストンを駆動して、上記入
力ポートから増圧室に供給された圧力流体を増圧
して出力ポートから出力するようにした増圧装置
は、既に提案されている（実願昭61−34892号参
照）。

上記既提案の増圧装置は、第７図に概略を示す
ように、異径のシリンダ１内を往復動するピスト
ン２によつて該シリンダ１内を増圧室３と駆動室
４とに区画し、駆動室４に電磁弁５を介して圧力
空気を給排することにより、入口チエツク弁６か
ら供給した一次空気を、増圧室３で増圧して出口
チエツク弁７から出力させるものであり、上記電
磁弁５は、電気回路８のタイマで設定した時間毎
にオンオフ動作を繰返すものである。

しかしながら、上記増圧装置では、出力圧が設
定圧まで上昇した場合でも、電磁弁５がオンオフ
動作を繰返すために、駆動室４への圧力流体の給
排が継続され、不必要な圧力空気の消費を行うの
で、出力圧を長時間にわたつて設定圧に保つた状
態が保持されるような状態で使用する場合には、
省エネルギーの点で問題がある。

一方、このような問題を解決するために、出力
圧を検出する圧力センサを設け、それによつて検
出した出力圧が設定圧力に達したときに、電磁弁
のオンオフ動作を停止することも考えられるが、
この場合には、流量特性が改善される反面、全体
的に高価になるという問題がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、出力圧が設定圧まで上昇したときに
ピストンを自動的に停止させることにより、無駄
な消費空気をなくすようにした増圧装置を、安価
なものとして提供することを、解決しようとする
問題点とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため、本考案の増圧装置
は、ピストンで区画された増圧室と駆動室を備え
たシリンダにおける上記増圧室に、入力ポートと
出力ポートを開口させ、電磁弁による駆動室への
圧力流体の給排によりピストンを駆動して、上記
入力ポートから増圧室に供給された圧力流体を増
圧して出力ポートから出力するようにした増圧装
置において、ピストンが駆動ストロークの終端位
置に達したことを検出する位置センサを設け、上
記電磁弁の駆動を制御する電気回路を、電磁弁に
対して、上記位置センサからの出力信号に対応し
てピストンを復帰させる切換位置をとり、且つタ
イマの設定時間経過後にピストンを駆動する切換
位置をとるための信号を出力するものとして構成
している。

［作用］ 電気回路からの出力信号により電磁弁を通して
駆動室に圧力流体が供給されると、ピストンが駆
動されて入力ポートから増圧室に供給されていた
流体が増圧され、出力ポートから出力される。ピ
ストンが駆動ストロークの終端位置に達すると、
それを検出した位置センサの出力信号に対応し
て、上記電気回路から電磁弁を切換える信号が出
力され、駆動室の流体が排出されるので、ピスト
ンは増圧室に供給される圧力流体によつて復帰す
る。

タイマで定めた一定時間が経過すると、電磁弁
が再び切換えられて、ピストンが駆動され、以下
この動作を繰返す。

出力圧が設定圧まで上昇すると、増圧室の内圧
の増加によつて、ピストンが増圧室と駆動室の作
用力がバランスした状態で停止する。この場合
に、ピストンが駆動ストローク端に達しなけれ
ば、位置センサから信号が出力されないので、電
磁弁が駆動室に圧力空気を供給する切換位置を保
ちながら、ピストンが停止している。

出力圧が設定圧以下に低下すると、駆動室に供
給されている圧力流体によつて、ピストンは直ち
に再起動する。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例の概略説明図を示し、
その増圧装置１０は、流体を増圧して供給するピ
ストンポンプ１１、該ピストンポンプ１１を駆動
するための圧力空気を給排する電磁弁１２、及び
該電磁弁１２に動作信号を出力する電気回路１３
を備えている。

第２図は、上記増圧装置の具体例を示すもので
ある。上記増圧装置１０におけるエアリターン単
動形のピストンポンプ１１は、異径のシリンダ１
４の小径側の一端近くに入力ポート１５と出力ポ
ート１６を有し、他端側がカバー１７で閉鎖され
て、内部に上記ポート側の小径の増圧室１８と反
対側の大径の駆動室１９とが形成され、両室１
８，１９内に摺接する異径部分をもつたピストン
２０が摺動可能に挿入されている。

ピストン２０の増圧室側の先端部付近の外周に
は、磁石２１が取付けられ、また、シリンダ１４
におけるピストンの駆動ストローク終端位置に
は、上記磁石２１の磁気を検出して電気回路１３
に信号を出力するリミツトスイツチ２２が設けら
れ、これらによつてピストンの駆動ストロークの
終端位置を検出する位置センサが形成されてい
る。なお、該リミツトスイツチ２２と電気回路１
３は、シリンダ１４の外側に形成した凹部内にモ
ールドされている。

上記入力ポート１５には流体の流入のみを許容
する入口チエツク弁２４が、出力ポート１８には
流体の流出のみを許容する出口チエツク弁２５が
設けられ、ポート１５，１６はこれらのチエツク
弁２４，２５を介して増圧室１８に連通されてお
り、室１８，１９間の呼吸室には、呼吸ポート２
６が開設されている。

カバー１７に取付けられた電磁弁１２は、電磁
部２８の励磁によつて弁入力口２９と弁出力口３
０を連通させるとともに弁排気口３１を遮断し、
電磁部２８の励磁解除によつて弁出力口３０と弁
排気口３１を連通させるとともに弁入力口２９の
連通を遮断する周知の３ポート電磁弁よりなり、
弁出力口３０はカバー１７に開設された出力通路
３２によつて駆動室１９に連通し、弁入力口２９
はカバー１７及びシリンダ１４に開設された入力
通路３３に入つて入力ポート１５に連通してい
る。

電気回路１３は、リミツトスイツチ２２の出力
信号によつて電磁部２８のソレノイド２８ａの励
磁を解除し、一定時間経過後ソレノイド２８ａを
励磁するオフ時間設定タイマとして構成されてい
る。

第３図は上記電気回路１３の一例を示し、この
電気回路は、コンデンサＣが充電されるとトラン
ジスタT₁，T₂に通電するので、電磁部２８のソ
レノイド２８ａに通電し、増幅・比較器を通して
出力される位置センサの出力信号によつてトラン
ジスタT₃が導通すると、コンデンサＣの充電電
位が放電されるので、ソレノイド２８ａへ通電が
断たれ、一定時間後に再度コンデンサが充電する
と、ソレノイド２８ａに通電される。

したがつて、ソレノイド２８ａの励磁時間はピ
ストン２０のストローク時間によつて、励磁解除
時間はタイマＴの設定時間によつてそれぞれ定ま
り、ピストンのストローク時間は、出力圧P₂及
び出力流量Ｑによつて変り、P₂が大きくＱが小
さくなると長くなる。

次に、上記実施例の動作について説明する。

入力ポート１５、入口チエツク弁２４を通つて
増圧室１８に供給された圧力空気は、往復動する
ピストン２０で増圧されて、出口チエツク弁２５
を通つて出力ポート１６から流出する。ピストン
２０は、電磁弁１２によつて駆動室１９に給排さ
れる圧力空気で駆動され、この場合、駆動室１９
は増圧室１８よりも大径のためにその作用力が増
圧室１８より大きいので、増圧室１８、駆動室１
９に供給される一次圧が同圧であつても、ピスト
ン２０は支障なく駆動される。

上記電磁弁１２は、電気回路１３への通電によ
りコンデンサＣが充電すると、トランジスタT₁，
T₂が導通してソレノイド２８ａが励磁される。
これによつて弁入力口２９と弁出力口３０が連通
して弁排気口３１が閉鎖されるので、入力ポート
１５から一次空気が駆動室１９に供給されてピス
トン２０が駆動される。ピストン２０がストロー
ク終端位置に達すると、リミツトスイツチ２２が
これを検出してパルス信号を出力し、電気回路１
３のコンデンサＣが放電されるので、ソレノイド
２８ａの励磁が解除される。

ソレノイド２８ａの励磁解除により、弁入力口
２９が閉鎖されて弁出力口３０と弁排気口３１が
連通するので、駆動室１９の空気が排出され、増
圧室１８に供給される一次空気によつて、ピスト
ン２０は元の位置に復帰する。一方、コンデンサ
Ｃは放電後直ちに充電を開始し、充電が完了する
とソレノイド２８ａが励磁してピストン２０が駆
動される。コンデンサＣの充電に要する時間は、
少なくともピストンの復帰に要する時間以上に設
定される。

ピストン２０の往復動によつて出力ポート１６
の出力圧が予め定められた設定圧まで上昇する
と、増圧室１８内の圧力空気によつて増圧室側か
らピストンに作用する作用力が大きくなるので、
ピストン２０は増圧室１８と駆動室１９の作用力
がバランスする位置で停止する。この場合、ピス
トン２０がストローク終端位置に達しないとリミ
ツトスイツチ２２から信号が出力されないので、
ソレノイド２８ａは励磁状態に保たれている。し
たがつて、電磁弁１２による流路の切換えが行わ
れないので、圧力空気の無駄な消費がない。

増圧した空気の使用によつて出力圧が設定圧以
下に低下すると、駆動室１９に供給されている一
次空気によつてピストン２０は直ちに再起動す
る。

第５図は、増圧室の直径を16mm、駆動室の直径
を25mm、ピストンのストロークを16mm、一次空気
圧P₁（供給圧）を５Kg／cm²、二次空気圧（出力
圧）P₂を9.9Kg／cm²、流量Ｑを3Nl／minとし、二
次空気を0.24のエアレシーバーに供給した場合
における駆動室及び増圧室の流体圧Pa，Pbの変
化及びソレノイドのオンオフ時間を示す。

第６図は同一のピストンポンプを使用し、一次
空気圧P₁を５Kg／cm²二次空気圧P₂を6.7Kg／cm²、
流量Ｑを7Nl／minとした場合の第５図と同じ線
図を示す。第５図及び第６図の比較で明らかなよ
うに、第６図においては二次空気圧P₂が低く、
流量Ｑも小さいのでソレノイドのオン時間が短時
間になる。

［考案の効果］ 本考案の増圧装置は、駆動室に圧力流体を給排
する電磁弁の電気回路を、タイマの設定時間経過
後にピストンを増圧駆動するための信号を出力
し、ピストンのストローク終端位置を検出する位
置センサの出力信号によつて上記電磁弁にピスト
ンを復帰させるための信号を出力するように構成
したので、出力圧が設定圧まで上昇するとピスト
ンと自動的に停止して、空気の無駄な消費を防止
することができ、電気回路を含む装置全体を比較
的安価に構成することができる。

また、ピストンが無駄な往復動をしないので、
増圧装置の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の概要を示す構成図、
第２図は上記実施例の縦断正面図、第３図は同上
電気回路の構成図、第４図は上記電気回路動作を
説明するためのタイムチヤート、第５図及び第６
図は本考案に係る増圧装置についての実験例を示
す線図、第７図は従来の増圧装置の構成図であ
る。 １０……増圧装置、１２……電磁弁、１３……
電気回路、１４……シリンダ、１５……入力ポー
ト、１６……出力ポート、１８……増圧室、１９
……駆動室、２０……ピストン、Ｔ……タイマ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストンで区画された増圧室と駆動室を備えた
   シリンダにおける上記増圧室に、入力ポートと出
   力ポートを開口させ、電磁弁による駆動室への圧
   力流体の給排によりピストンを駆動して、上記入
   力ポートから増圧室に供給された圧力流体を増圧
   して出力ポートから出力するようにした増圧装置
   において、 ピストンが駆動ストロークの終端位置に達した
   ことを検出する位置センサを設け、上記電磁弁の
   駆動を制御する電気回路を、電磁弁に対して、上
   記位置センサからの出力信号に対応してピストン
   を復帰させる切換位置をとり、且つタイマの設定
   時間経過後にピストンを駆動する切換位置をとる
   ための信号を出力するものとして構成した、こと
   を特徴とする増圧装置。