JPH0328590A - 正圧・負圧切換え機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 流入して来る正圧の流体を、正圧と負圧に選択的に変換
して、アクチュエータ等の流体機器に供給する装置に関
し、 単一の正圧の圧力流体を供給するのみで、流入して来る
正圧の流体を、正圧と負圧に選択的に変換して、流体機
器に供給可能とするこて、設備費を低廉化でき、しかも
圧力流体源に負担のかからない装置を実現することを目
的とし、 正圧流体の流入口と流出口とを有し、該流出口を開閉す
る弁体を有するとともに、前記流入口と流出口との間の
流路に、流体駆動のアクチュエータ等の流体機器に接続
される分岐路を連通させてなる横威とする． 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流入して来る正圧の流体を、正圧と負圧に選
択的に変換して、アクチュエータ等の流体機器に供給す
る装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来の単動型のシリンダの駆動回路であり、シ
リンダｌのヘッド側シリンダ室２に、電磁弁３を介して
圧力空気源４が配管接続されている． 単動シリンダｌは、復帰バネ５がピストンロンドに巻か
れており、ヘッド側シリンダ室２に圧力流体が供給され
ない場合は、復帰バネ５のバネ力で、復帰する。

いま電磁弁３が、図示のように排気方向に切換わってい
る場合は、ヘッド側シリンダ室２が排気されるため、ピ
ストン７およびピストンロッド６は、バネ力でヘッド側
シリンダ室２側に移動する．電磁弁３が、給気側に切換
わると、圧力空気源４から圧力流体が、電磁弁３を経由
して、ヘッド側シリンダ室２に入力するため、その圧力
によって、復帰バネ５のバネ力に抗して、ピストン７お
よびピストンロッド６が、図の右側に移動する．このよ
うに、単動型のシリンダは、復帰バネのバネ力に抗して
、ピストンおよびピストンロンドを移動させなければな
らないため、使用圧力空気としては、高圧気体が必要と
なる、という問題がある。

これに対し、第６図のような複動型のシリンダは、ヘッ
ド側シリンダ室２とロンド側シリンダ室８に交互に圧力
流体を給排することで駆動される．すなわち、（ａ）の
ように、電磁弁９が、ロツド側シリンダ室８が給気、ヘ
ッド側シリンダ室２が排気の状態になっていると、ピス
トン７およびビストンロッド６は図の左側に移動する。

逆に由）のように、電磁弁９が、ロッド側シリンダ室８
が排気、ヘッド側シリンダ室２が給気の状態になってい
ると、ピストン７およびピストンロッド６は図の右側に
移動する。

このように、複動型のシリンダは、単動型シリンダにお
ける復帰バネに抗するほどの圧力は要しないが、他方の
シリンダ室中の残存圧力流体を押出して、ピストンを移
動させるため、それなりの高圧流体を要する。また、ヘ
ッド側シリンダ室２およびロッド側シリンダ室８の双方
に配管をしなければならないため、配管が複雑で制御も
煩雑になる。

これに対し、第７図のように、ヘッド側シリンダ室２に
正圧と負圧を交互に供給する構造にすれば、復帰バネを
要しない単動型シリンダにできる。

このシリンダは、電磁弁３が、ヘッド側シリンダ室２の
みに接続されており、また電磁弁３には、正圧の圧力空
気源４と負圧の圧力空気源１０が接続されている。その
ため、図示のように、電磁弁３が、正圧の圧力空気源４
に連通している場合は、ヘッド側シリンダ室２に正圧の
圧力空気が供給され、ピストン７およびピストンロッド
６は、図の右側に移動する．ｔ磁弁３が切換わり、負圧
の圧力空気源１０に連通ずると、ヘッド側シリンダ室２
には負圧の圧力空気が供給され、ヘッド側シリンダ室２
中が負圧となるため、ロッド側シリンダ室８の大気圧と
の差圧で、ピストン７およびピストンロッド６は、図の
左側に移動する． （発明が解決しようとする課題〕 この装置は、復帰バネを要しないため、それぞれの圧力
空気源４、１０の圧力はそれほど大きくする必要はなく
、配管も簡素化できるが、正圧の圧力空気源４と負圧の
圧力空気源ｌＯというように、二種類の圧力空気源を必
要とし、圧力源の設備費が高価となる． また、図示のように、ヘッド側シリンダ室２に正圧の圧
力空気を供給している状態において、電磁弁３を切換え
て、負圧の圧力空気源ｌＯを接続すると、負圧の圧力空
気ｓｉｏに、急速に正圧の圧力空気が逆流してしまう。

逆に、ヘッド側シリンダ室２が負圧の状態において、ｔ
磁弁３が切換わり、正圧の圧力空気が流入するときも、
正圧の圧力空気源４に悪い影響を与える。このように、
正圧と負圧というように、異なった圧（逆圧）を同一配
管内に戻すことは、圧力空気源４、ｌＯに負担をかけて
しまう。

本発明の技術的課題は、このような問題を解消し、単一
の正圧の圧力流体を供給するのみで、流入して来る正圧
の流体を、正圧と負圧に選択的に変換して、流体機器に
供給可能とすることで、設備費を低廉化でき、しかも圧
力流体源に負担のかからない装置を実現することにある
。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明による正圧・負圧切換え機構の基本原理
を説明する図であり、（ａ）は正圧流体の供給時、Φ）
は負圧流体の供給時である。１１は装置本体であり、正
圧流体の流入口１２と流出口ｌ３とを有し、両者の間が
流路１４で連通している。そして、流路１４に、アクチ
ュエータなどの流体機器に接続される分岐路１５が連通
しており、開口部が出力ボート１６となっている。また
、流出口ｌ３を開閉する弁体１７を有している。

なお、分岐路ｌ５は、必ずしもクランク状に曲がってい
る必要はない。また、流入口ｌ２と流出口１３との間の
流路ｌ４は、分岐路１５との接続部を境にして、流入口
１２　ｉ１１！ｌを小径ｄとし、流出口１３側を大径Ｄ
とするのが、より効果的に作用する。

弁体ｌ７の駆動は、電磁石式などの、公知の任意の駆動
手段を採用できる。弁体ｌ７の動きも、図示のようにス
ライド式に限定されず、ボペット式やフラッパ一式など
、自由に採択できる。

〔作用］ 流体の流入口ｌ２には、圧縮空気などを発生する正圧の
圧力空気源４が接続されているため、流入口１２から正
圧の流体が流入している。

いま、（ａ）のように、流出口ｌ３が弁体１７で閉じら
れていると、流入口１２から流入して来た流体は、流出
口１３から流出できないため、分岐路１５を通過して、
出力ボートｌ６から流出する。

出力ボー１−１６は、流体式のアクチュエータなどのよ
うな流体機器に接続される。いま流体機器として、流体
シリンダｌが使用されるものとすると、出力ボー目６は
、シリンダｌの片方のシリンダ室、例えばヘッド側シリ
ンダ室２に接続される。

すると、出力ボー｝１６から流出した圧力空気は、ヘッ
ド側シリンダ室２に供給され、空気圧でピストン７は、
図の右側に押圧移動される。ロンド側シリンダ室８は、
大気に開放されているため、ピストン７は、圧力空気圧
によって、容易に駆動される。

次に、（ｂ）のように、流出口１３の弁体１７を開放し
たとする。すると、流入口１２から流入して来た流体は
、直接流出口１３に流れ、′流出口１３から噴出ずる。

このとき、流路ｌ４を流体が高速で流れることで、流路
１４が負圧となるために、出力ポート１６側から分岐路
１５を通じて、流路１４側に流体が吸引され、流出口１
３から排出される。

このようにして、シリンダ１のヘッド側シリンダ室２中
の空気が吸引され、ヘッド側シリンダ室２が負圧となる
ために、ロッド側シリンダ室８の大気圧との差圧によっ
て、ピストン７は図の左側に駆動される。

このように、流出口１３を弁体１７で開閉するのみで、
出力ボート１６からは、正圧の流体と負圧の流体を選択
的に供給し、流体機器を駆動することができる。

なお、使用流体は、液体も可能であるが、気体の方が制
御が容易で動作が確実である。

〔実施例〕

次に本発明による正圧・負圧切換え機構が実際上どのよ
うに具体化されるかを実施例で説明する．第２図〜第４
図は、本発明の正圧・負圧切換え機構の各種実施例であ
り、第２図は最も典型的な単動型のシリンダに適用した
例（第一実施例）である。シリンダｌのヘッド側シリン
ダ室２に、継手１日を介して、本発明の正圧・負圧切換
え機構１９が配管接続されている。シリンダｌのロッド
側シリンダ室８は、開口２０で、大気に開放されている
。

正圧・負圧切換え機横１９の流入口ｌ２は、正圧の圧力
空気′Ｒ４に接続されているため、正圧・負圧切換え機
横１９の弁体を閉じて流出口を閉じると、正圧の圧力空
気がすべてヘッド側シリンダ室２に供給され、ピストン
７およびピストンロッド６は、図の左側に移動する。

正圧・負圧切換え機構１９の弁体を開いて、流出口を開
放すると、負圧によってヘッド側シリンダ室２中の空気
が排気されて負圧となるため、ロンド側シリンダ室８の
大気圧との差圧で、ピストン７およびピストンロツド６
は、図の右側に移動する。

このように、正圧・負圧切換え機ｔ＃ｌ１９とヘノド側
シリンダ室２との間の配管には、正圧や負圧も作用ずる
が、正圧・負圧切換え機構１９と圧力空気源４との間は
、常に正圧しか通過しないため、従来のように、圧力空
気源４に負担をかけるような恐れはない。

第３図は本発明の第二の実施例であり、小さな取り付け
スペースで、長ストロークを取れるようにした二段シリ
ンダに実施した例である。外シリンダ１ａの継手１８に
、本発明の正圧・負圧切換え機横１９を介して正圧の圧
力空気源４が配管接続されている。内シリンダ１ｂのヘ
ッド側シリンダ室２ｂと外シリンダ１ａのヘッド側シリ
ンダ室２ａとは連通している。また、外シリンダ１ａも
、内シリンダｌｂも、ロンド側シリンダ室８ａ、８ｂに
、大気開放用の開口２０が開けられている．いま、本発
明の正圧・負圧切換え機構１９の弁体を閉じて、圧力空
気源４から正圧の圧力空気を外シリンダ１のヘッド側シ
リンダ室２ａに供給すると、内シリンダ１ｂのヘッド側
シリンダ室２ｂにも圧力空気が供給され、内シリンダｔ
ｂが進出するとともに、内シリンダｌｂ中のピストンロ
ッド６も進出する。このように、内シリンダ１ｂもピス
トンロッド６も伸長すると、全長Ｌが、外シリンダ１ａ
の全長ｌよりも充分長くなり、狭い設置スベースで長ス
トロークのシリンダが得られる。

正圧・負圧切換え機構１９の弁体を開放して、出力ボー
ト１６側を負圧にすると、負圧によって、内シリンダ１
ｂが後退するとともに、ピストンロッド６も後退し、外
シリンダ１ａよりわずかに長い程度となる。

第３図は、本発明を復動シリンダに実施した例である．
この場合、ヘッド側シリンダ室２にも、正圧・負圧切換
え機横１９を介して正圧の圧力空気源４を接続し、同様
にロッド側シリンダ室８にも、正圧・負圧切換え機横１
９を介して正圧の圧力空気源４を接続する。そして、ヘ
ッド側シリンダ室２に正圧を供給するときは、ロッド側
シリンダ室８には負圧を供給すると、ピストン７および
ピストンロッド６は、第２図の実施例の装置より急速に
左側に移動する。また、逆にヘッド側シリンダ室２に負
圧を供給し、ロンド側シリンダ室８に正圧を供給すると
、ピストン７およびピストンロッド６は、急速に右側に
移動する。

このように、圧力源としては、正圧の圧力源一種類のみ
で、ピストン７を片方から押圧し、他方から引っ張ると
いう操作ができ、第６図に示す従来の復動型シリンダの
ような力のロスが少なく、低圧の圧力源で大きな駆動力
が得られる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ノズル状の流体流路１４
の途中に、アクチュエータなどの流体機器に接続される
分岐路ｌ５を接続し、流路ｌ４の流出口１３に開閉弁体
１７を設けることで、分岐路１５の出力ボート１６を正
圧にしたり、負圧にしたりすることができる。そのため
、圧力源としては、正圧の圧力源一種類のみで、負圧も
発生させることができるので、正圧と負圧の双方を選択
使用することで、種々の流体機器に実施し、種々の動作
をさせることができる．また、従来のように、特別に負
圧の圧力源を必要としないため、設備費も低廉化できる
． 正圧・負圧切換え機構の流入口１２には常時正圧の圧力
流体が流入しているため、従来のように圧力源に逆圧が
作用することで、圧力源に負担がかかるような問題も解
消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による正圧・負圧切換え機構の基本原理
を説明する断面図、第２図〜第４図は本発明による正圧
・負圧切換え機構の各種実施例を示す図、第５図、第６
図は従来の単一圧力源によるシリンダの駆動方式を示す
断面図、第７図は従来の正圧・負圧複数圧力源によるシ
リンダの駆動方式を示す断面図である。 図において、■はシリンダ、２はヘッド側シリンダ室、
４は正圧の圧力空気源、６はピストンロッド、７はピス
トン、８はロンド側シリンダ室、ｌＯは負圧の圧力空気
源、ｌ２は流入口、１３は流出口、１４は流路、１５は
分岐路、１６は出力ボート、１７は弁体、１８は継手、
ｌ９は本発明による正圧・負圧切換え機構をそれぞれ示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正圧流体の流入口（１２）と流出口（１３）とを有し、
   該流出口（１３）を開閉する弁体（１７）を有するとと
   もに、前記流入口（１２）と流出口（１３）との間の流
   路（１４）に、流体駆動のアクチュエータ等の流体機器
   に接続される分岐路（１５）を連通させてなることを特
   徴とする正圧・負圧切換え機構。