JPH0348353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は空気増圧装置、詳しくは隔壁により区
画された２つのシリンダー室を有するシリンダー
ケーシングと、夫々のシリンダー室に摺動可能に
嵌装され前記隔壁を密封状に貫通するロツドによ
り互いに連結された２つのピストンとを有する主
空気圧シリンダーを具え、２つのシリンダー室を
夫々ピストンにより増圧室と操作室とに区画し、
両方の増圧室と片方の操作室とに空気圧を供給
し、１つの増圧室の空気圧を供給圧のほぼ倍近く
に増圧して吐出する空気増圧装置に関するもので
ある。

従来技術 上記の種類の空気増圧装置は例えば実開昭58−
193101号公報により公知である。

従来の空気増圧装置においては吐出口から圧力
信号をフイードバツクして設定圧との偏差に応じ
て弁開口量を変える調整弁に供給空気量を調整す
ることが開示されている。上記の従来の空気増圧
装置では調整弁が空気流量を変えるため、最大空
気量に応じた大きな径の管路に接続される必要が
あり、調整弁は大型になり、コストが大になると
いう問題があつた。更に従来の装置では調整弁は
吐出側の圧力信号に応じて調整する弁開口量を所
定の圧力を常に保つように設定する必要があり、
そのためには弁の形状が複雑になりコストが高く
なるという問題があつた。

目 的 本発明は従来の空気増圧装置の上記の問題点を
解消したコンパクトで安価な装置を提供すること
を目的としている。

構成及び作用 本発明は上記の目的をシリンダーの操作室と空
気圧源を３位置クローズドセンタ形切換弁を介し
て接続し、該切換弁は弁体に両側から作動するパ
イロツト制御手段を有し、該パイロツト制御手段
がシリンダーのピストンにより切換作動される２
位置切換弁よりなるリミツトバルブを介して空気
圧源に接続される第１接続口と、増圧室の吐出側
とフイードバツク信号路によりロツクバルブを介
して接続される第２接続口とが切換ピストンによ
り区画される室に別々に設けてある２つのパイロ
ツトの空気圧シリンダーとして形成され、ロツク
バルブが圧力設定手段による設定圧力とフイード
バツク信号路の圧力を互いに対向するパイロツト
圧とする切換弁として形成されることを特徴とす
る空気増圧装置により達成した。

増圧室より吐出空気の圧力が設定圧すなわち最
高圧まではロツクバルブは主切換弁の両方のパイ
ロツト制御手段としてのパイロツト空気圧シリン
ダーの第２接続口に通じる空間の空気を排出す
る。空気圧源よりの空気がリミツトバルブを通し
てパイロツト制御手段の両方のパイロツト空気圧
シリンダーにリミツトバルブの切換に応じて交互
に供給され、両パイロツト空気圧シリンダーの圧
力バランスに応じて主切換弁が第１位置と第３位
置の間を切換えられる。主切換弁の切換に応じて
主空気圧シリンダーの２つの操作室に交互に空気
が供給され、主空気圧シリンダーのピストンが往
復動する。ピストンの移動により圧縮行程にある
増圧室の空気は当該増圧室に対向する操作室の空
気と他方の増圧室の空気の圧力により圧縮され、
増圧されて逆止弁を通して吐出される。主切換弁
を切換制御するパイロツト制御手段は信号圧力が
あればよく僅かな流量でよいので、細い管路で十
分である。従つてリミツトバルブもロツクバルブ
も細い管路用の切換弁で十分であり、小形するこ
とができる。

増圧室よりの吐出空気圧がロツクバルブの設定
圧より大となると、ロツクバルブが切換えられ、
吐出空気圧がロツクバルブを通して主切換弁のパ
イロツト制御手段に供給される。叶出空気圧はリ
ミツトバルブを通して供給される供給空気圧より
大であるのでパイロツト制御手段は吐出空気圧の
影響を受ける。このときパイロツト制御手段によ
る作動圧は主切換弁の弁体に対して両方からバラ
ンスした圧力として作動するので主切換弁はリミ
ツトバルブの作動に無関係にセンタポジシヨンに
保持され、シリンダーの操作室への空気供給を遮
断する。これによりシリンダーのピストンは停止
され空気の増圧供給を停止する。

吐出圧が設定圧より低下するとロツクバルブが
切換つて前記の作動をくり返して増圧空気を叶出
する。

実施例 本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明
する。

図において空気シリンダー１は隔壁２により区
画された２つのシリンダー室３，４を有するシリ
ンダーケーシング５と、第１シリンダー室３内に
摺動可能に嵌装された第１ピストン６と第２シリ
ンダー室４内に摺動可能に嵌装された第２ピスト
ン７とを有する。

第１ピストン６と第２ピストン７とは隔壁２を
貫通するがシール部材により密封されているロツ
ド８により互いに連結されている。

第１シリンダー室３は第１ピストン６により隔
壁２の側の第１増圧室９とその反対側の第一操作
室１０とに区画され、第２シリンダー室４は第２
ピストン７により隔壁２の側の第２増圧室１１と
その反対側の第２操作室１２とに区画されてい
る。図の例では隔壁２の側を増圧室として形成し
てあるが逆に操作室として形成することも可能で
ある。

第１増圧室９には第１入口逆止弁１３を介して
供給口１４、すなわち空気圧源が接続され、第１
出口逆止弁１５を介して吐出口１６が接続されて
いる。同様に第２増圧室１１には第２入口逆止弁
１７を介して供給口１４が接続され、第２出口逆
止弁１８を介して吐出口１６が接続されている。
第１入口逆止弁１３と第２入口逆止弁１７は空気
の増圧室への流入は許容するが流出は阻止し、第
１出口逆止弁１５と第２出口逆止弁１８は増圧室
よりの空気の流出は許容するが流入は阻止する。

第１操作室１０は主切換弁１９の第１出力ポー
トＡに、第２操作室１２は主切換弁１９の第２出
力ポートＢに接続される。主切換弁１９の出力ポ
ートINは供給口１４に接続される。主切換弁１
９は図においては２つの排気ポートEXを有する
５ポート３位置クローズドセンタ形切換弁として
形成されているが３位置クローズドセンタ形切換
弁であれば特に５ポートに限定されるものではな
い。

主切換弁１９はパイロツト制御手段により切換
制御される弁として形成され、パイロツト制御手
段としては弁体に両側から圧力を作用する２つの
パイロツト空気圧シリンダー２０，２１が用いら
れる。

第１パイロツト空気圧シリンダー２０は主切換
弁１９の弁体に力を作用する制御ピストン２２と
該制御ピストンを摺動案内するシリンダー部２３
と該シリンダー部材２３と一体状に移動する切替
ピストン２４とを有する。切替ピストン２４は第
１パイロツト空気圧シリンダー２０のケーシング
に摺動案内される。

第２パイロツト空気圧シリンダー２１も第１パ
イロツト空気圧シリンダー２０と全く同様に形成
され、制御ピストン２２とシリンダー部２３と切
替ピストン２４とを有する。

第１パイロツト空気圧シリンダー２０はシリン
ダー部２３の切替ピストン２４と制御ピストン２
２との間の第１室２５に開口する第１接続口２６
と、切替ピストン２４により区画され第１室とは
反対側にある第２室２７に開口する第２接続口２
８とを有する。第２パイロツト空気圧シリンダー
２１も全く同様に形成された第１接続口２６と第
２接続口２８とを有する。

第１パイロツト空気圧シリンダー２０の第１接
続口２６はリミツトバルブ２９の第１出力ポート
Ａに、第２パイロツト空気圧シリンダー２１の第
１接続口２６はリミツトバルブ２９の第２出力ポ
ートＢに接続され、リミツトバルブ２９の入口ポ
ートINは供給口１４に接続されている。リミツ
トバルブ２９は主空気圧シリンダー１のピストン
６，７に相互に当接して切替えられる２位置４ポ
ート切替弁として形成されている。リミツトバル
ブ２９はこの切換弁に限定するものではなく同等
の作用するものであれば別の構造とすることもで
きる。

第１及び第２パイロツト空気圧シリンダー２
０，２１の第２接続口２８は夫々ロツクバルブ３
０の出力ポートＡに接続され、ロツクバルブ３０
の入力ポートINは吐出口１６に接続されている。
ロツクバルブ３０は可変圧力設定手段、例えば可
変ばねにより圧力を設定可能であり、圧力設定手
段による設定圧力とは反対方向に弁体に作用する
フイードバツク圧力信号路３１を有する切換弁と
して形成されている。フイードバツク圧力信号路
３１は主空気圧シリンダー１の吐出口１６より僅
かの量の空気が圧力信号として案内されればよい
ので細い管路として形成されることができる。

本装置の作動を説明する。

吐出口がロツクバルブ３０に設定された圧力、
例えば最高圧力より小さいとき、ロツクバルブ３
０は圧力設定手段による圧力がフイードバツク信
号の圧力より大であるので、図の切替位置を保持
され、両パイロツト空気圧シリンダー２０，２１
の第２室２７の空気は排出される。この状態でリ
ミツトバルブ２９の切替位置に応じて圧縮空気、
例えば工場配管の空気がパイロツト空気圧シリン
ダー２０，２１の一方に供給され、一方は排気さ
れる。図に示す切替位置では圧縮空気は第２パイ
ロツト空気圧シリンダー２１の第１室２５に供給
され、第１パイロツト空気圧シリンダー２０の第
１室２５は排気される。第１パイロツト空気圧シ
リンダー２０の制御ピストン２２に作用する力よ
り第２パイロツト空気圧シリンダー２１の制御ピ
ストン２２に作用する力が大であるので主切換弁
１９は第１位置に切換えられ、第２操作室１２に
空気が供給され、第１操作室１０は排気される。

このときピストン６，７は図の上方に移動す
る。第１ピストン６に作用する第１増圧室９内の
空気の圧力と第２ピストン７に作用する操作室１
２内の空気の圧力によりピストン６，７は図の上
方に移動され、第２増圧室１１内の空気は圧縮さ
れる。増圧室９，１１及び操作室１２に供給され
る圧力は同じ圧力のままであれば第２増圧室１１
の空気は約２倍の力で加圧されることになる。第
２増圧室１１の空気が所定圧まで上昇すると第２
出口逆止弁１８を通つて吐出口１６より吐出され
る。

ピストン６，７が上昇端に達するとピストン６
又は７が直接又は間接的にリミツトバルブ２９の
弁体を動かし、弁を切換える。この切換により第
１パイロツト空気圧シリンダー２０の第１室２５
に圧縮空気が供給され、第２パイロツト空気圧シ
リンダー２１の第１室２５の空気が排気される。
従つて第１パイロツト空気圧シリンダー２０の制
御ピストン２２に作用する力が第２パイロツト空
気圧シリンダー２１の制御ピストン２２に作用す
る力より大となり、主切換弁１９は第３位置に切
換えられる。この切換により圧縮空気は主空気圧
シリンダー１の第１操作室１０に供給され、第２
操作室１２は排気される。従つて第１ピストン６
には第１操作室１０と第１増圧室９の空気圧が作
用し、第２ピストン７には第２増圧室１１の空気
圧が作用することによりピストン６，７は図にお
いて下降し、第１増圧室の空気が圧縮され増圧さ
れる。

所定以上に増圧された空気は第１出口逆止弁１
５を通して吐出口１６より吐出される。

吐出口１６における圧力がロツクバルブ３０の
圧力設定手段により設定された圧力より大になる
と、ロツクバルブ３０が切換えられ、第１及び第
２パイロツト空気圧シリンダー２０，２１の第２
室２７は吐出口１６と連通し、吐出口側の空気が
供給され、吐出口１６における圧力が両パイロツ
ト空気圧シリンダー２０，２１の切換ピストン２
４に作用する。切換ピストン２４に作用する力は
第１室２５より第２室２０側が大となり、両パイ
ロツト空気圧シリンダー２０，２１では共に切換
ピストン２４が主切換弁１９の弁体に同じ圧力を
作用する。これにより主切換弁１９は第２位置す
なわちセンタポジシヨンに切換保持される。主空
気圧シリンダー１の両操作室１０，１２は共に空
気供給を遮断され停止し増圧空気の供給を停止す
る。

吐出口の圧力が設定された最高圧力より低い圧
力に低下するとロツクバルブ３０が切換復帰さ
れ、両パイロツト空気圧シリンダー２７は排気状
態となる。従つて主切替弁１９はそのときのリミ
ツトバルブ２９の切換位置に応じた位置に切換え
られ前記と同様に主空気圧シリンダーによる空気
増圧供給をくり返す。

図では原理を説明してあるので、主空気圧シリ
ンダーと主切換弁とリミツトバルブとロツクバル
ブを夫々個別の部品であるように示してあるが、
この原理に従つた空気増圧装置としては上記の各
部品を１つの構造体にコンパクトに構成すること
は可能である。

効 果 本発明により主切換弁の切換作用をするリミツ
トバルブ及びロツクバルブはいずれも信号圧が供
給できれば十分であり流量は極く僅かでよい。従
つて流路の径を小さくすることができ、バルブ自
身も小さくすることができる。従つて空気増圧装
置としてはコンパクトで安価なものを提供するこ
とが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る空気増圧装置の原理図であ
る。 １……主空気圧シリンダー、２……隔壁、３，
４……シリンダー室、５……シリンダーケーシン
グ、６，７……ピストン、８……ロツド、９，１
１……増圧室、１０，１２……操作室、１３，１
５，１７，１８……逆止弁、１４……供給口、１
６……吐出口、１９……主切換弁、２０，２１…
…パイロツト空気圧制御弁（パイロツト制御手
段）２２……制御ピストン、２４……切換ピスト
ン、２５……第１室、２６……第１接続口、２７
……第２室、２８……第２接続口、２９……リミ
ツトバルブ、３０……ロツクバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 隔壁により区画された２つのシリンダー室を
   有するシリンダーケーシングと、夫々のシリンダ
   ー室に摺動可能に嵌装されかつ前記隔壁を密封状
   に貫通するロツドにより互いに連結された２つの
   ピストンとを有する主空気圧シリンダーを具備
   し、２つのシリンダー室のピストンにより分割さ
   れる隔壁側の空間が形成する夫々の増圧室に供給
   口を該供給口より空気の流入のみを許容する逆止
   弁を介して、吐出口を増圧室より吐出口への空気
   の流出のみを許容する逆止弁を介して連通させ、
   操作室を形成する反対側の空間が主切換弁を介し
   て供給口に接続され、増圧室内に供給される空気
   を増圧して吐出する空気増圧装置において、 前記主切換弁が３位置クローズド・センタ形切
   換弁として形成され、該主切換弁は弁体に両側か
   ら作動するパイロツト制御手段を有し、該パイロ
   ツト制御手段は前記シリンダーのピストンにより
   切換作動される２位置切換弁よりなるリミツトバ
   ルブを介して供給口に接続される第１接続口と、
   ロツクバルブを介して前記シリンダーの吐出口に
   接続される第２接続口とが切替ピストンにより区
   画される室に夫々個別に設けてあるパイロツト空
   気圧シリンダーとして形成され、前記ロツクバル
   ブが圧力設定手段による設定圧力と前記吐出口よ
   りの空気圧とを切換制御圧とし、吐出口よりの空
   気圧が設定圧力より大のときに空気圧を前記パイ
   ロツト制御手段に供給し、小のとき前記パイロツ
   ト制御手段の空気圧を排出する切換弁として形成
   され、吐出口の圧力が設定圧以上のときには前記
   主切換弁をセンタポジシヨンに保持しシリンダー
   への空気供給を遮断し、吐出口の空気圧が設定圧
   以下のとき前記リミツトバルブがシリンダーのピ
   ストンにより切換えられることによりパイロツト
   制御手段を介して主切換弁が切換えられ前記シリ
   ンダーの２つの増圧空間及び２つの操作室間の空
   気供給の切換が行われることを特徴とする空気増
   圧装置。