JPH0522641Y2 - - 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］ 本考案者らは、先に、空気圧を増圧して出力す
る増圧装置を提案している（一例として、実開昭
58−193101号公報参照）。

上記既提案の増圧装置は、第６図に示すよう
に、入口ポート１と出口ポート２を有する本体ブ
ロツク３と、それを挟む一対のピストンポンプ
４，４とを備え、ピストンポンプ４，４内におい
て往復動するピストン５，５を、本体ブロツク３
を気密状態で貫通させたロツドにより連結し、上
記本体ブロツク３に、入口ポート１から両ピスト
ン５，５の内側の増圧室６，６への流体の流入の
みを許容する入口チエツク弁７，７と、増圧室
６，６から出口ポート２への流体の流出のみを許
容するチエツク弁８，８とを設け、またピストン
５，５の外側の駆動室９，９に交互に駆動流体を
給排する切換弁１０を設けて、この切換弁１０に
よつて駆動室９，９に交互に圧力空気を給排する
ことにより、増圧室６，６の流体を増圧して出口
ポート２から流出させるものである。

上記増圧装置は、二次圧（出力圧）P₂を最高
設定圧力P₂max（通常は一次圧P₁の略２倍）より
低い圧力に調圧維持する場合には、増圧室６及び
駆動室９へ供給する一次圧P₁（通常は同圧）の双
方またはいずれか一方を絞り等によつて低下させ
るか、或いは二次圧P₂をフイードバツクして図
示を省略している調圧弁によつて一次圧P₁を低
下させることで行つている。

上述のように、一次圧P₁を低下させて二次圧
P₂を所望の設定圧力に調圧維持した場合の流量
特性は、第７図のようになり、図中の曲線ａは増
圧室６と駆動室９の双方の一次圧を低下させた場
合、曲線ｂは増圧室６または駆動室９のいずれか
一方の一次圧を低下させた場合、曲線ｃはフイー
ドバツクした二次圧によつて増圧室６と駆動室９
の双方またはいずれか一方の一次圧P₁を低下さ
せた場合の流量特性を示し、曲線ｄは、P₂をP₂
maxとした場合の流量特性を示す。なお、曲線
ｅについては後述する。

第７図で明らかなように、一次圧を低下させる
ことによつて二次圧を所望の圧力に調圧維持させ
る場合には、流量の増大に伴つて二次圧が低下す
るという欠点がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、フイードバツクした二次圧によつ
て、駆動室に駆動流体を給排する電磁弁に対する
一定サイクルのオンオフ信号を制御することによ
り、二次圧を流量の変化にかかわらず所望の圧力
に調圧維持させて、増圧装置の流量特性を改善す
ることを、考案が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、入口ポートと出口ポートを有し、電磁弁によ
る駆動室への圧力空気の給排によりピストンを駆
動して、上記入口ポートからの圧力空気を増圧し
て出口ポートから出力するピストンポンプを備
え、上記電磁弁の駆動を制御する制御回路を、出
口ポート側に設けた圧力センサの出力をフイード
バツク信号として、それを設定圧に応じた入力信
号と比較する比較回路部と、該比較回路部におい
て入力信号がフイードバツク信号よりも大きい場
合に、その差の大小によつて発振回数が異なる一
定サイクルのオンオフ信号を上記電磁弁に出力し
て、該電磁弁をオンオフ動作させる発振回路部と
により構成したことを特徴としている。

［作用］ ピストンポンプにおいては、電磁弁によつて駆
動室へ圧力空気を給排してピストンを駆動するこ
とにより、上記入口ポートからの圧力空気が増圧
して出口ポートから出力される。

制御回路においては、出口ポート側の圧力セン
サからのフイードバツク信号と設定圧に応じた入
力信号が比較され、入力信号が大きい場合には発
振回路部のオンオフ信号が電磁弁に出力されて、
電磁弁が一定のサイクルで駆動される。

このような電磁弁の動作制御により、増圧装置
の二次圧が設定圧に調圧維持され、特に二次圧を
流量の変化にかかわらず所望の圧力に調圧維持可
能となり、増圧装置の流量特性が改善される。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示し、この増圧装置
は、流体を増圧して供給するピストンポンプ１
１、該ピストンポンプ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
信号を出力する制御回路１３とで構成されてい
る。

第２図は、上記ピストンポンプ１１をエアリタ
ン式単動形としたものを示している。このピスト
ンポンプ１１は、シリンダ１４の一端近くに入口
ポート１５と出口ポート１６を有し、他端はカバ
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、カバー側の大径の駆動室１９と
が形成され、両室１８，１９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
おり、室１８，１９間の呼吸室における呼吸ポー
トには、ブロンズフイルタ２１が設けられてい
る。

上記入口ポート１５には流体の流入のみを許容
する入口チエツク弁２２が、出口ポート１６には
流体の流出のみを許容する出口チエツク弁２３が
設けられており、ポート１５，１６はこれらのチ
エツク弁２２，２３を介して増圧室１８に連通さ
れている。また、上記出口ポート１６は、シリン
ダ１４内に設けたフイードバツク通路２４によつ
て、カバー１７に開設されたフイードバツクポー
ト２５に連通されている。

カバー１７に取付けられた電磁弁１２は、電磁
部２８の励磁によつて入力ポート２９と出口ポー
ト３０を連通させるとともに排気ポート３１の連
通を遮断し、電磁部２８の励磁解除によつて、出
口ポート３０と排気ポート３１を連通させるとと
もに入力ポート２９の連通を遮断する周知の３ポ
ート電磁弁よりなり、出口ポート３０はカバー１
７に開設された通路によつて駆動室１９に連通さ
れ、入力ポート２９は入口ポート１５と共通の圧
力空気源に接続されている。

第１図に示すように、制御回路１３は、フイー
ドバツクポート２５に接続された圧力センサ（空
電変換器）３３、設定圧に応じた入力信号E₃と
圧力センサ３３のフイードバツク信号E₂とを比
較する比較回路部３４、及びその比較回路部３４
の出力信号E₄に基づいて電磁弁にオンオフ信号
を出力する発振回路部３５で構成されており、上
記発振回路部の出力信号E₅が電磁弁１２の電磁
部２８に出力されて、電磁弁１２を一定のサイク
ルでオンオフ動作させるものである。

第３図は上記制御回路１３の一例を示し、この
制御回路は、比較回路部３４の入力端子INに加
えた入力信号E₃と圧力センサ３３のフイードバ
ツク信号E₂とをオペアンプOpCで比較し、E₂＞
E₃の場合は出力信号E₄としてリレー３６を開く
ための信号（オフ信号）を出力させ、E₂＜E₃の
場合には出力信号E₄としてリレー３６を閉じる
ための信号（オン信号）を出力させ、オン信号が
出力された場合には、発振回路部からの一定サイ
クルのオンオフ信号E₅によつてトランジスタT₁，
T₂をそれぞれ導通させ、電磁部２８のソレノイ
ド２８ａに通電するように構成されている。

なお、上記圧力センサ３３のセンサ駆動部にお
けるオペアンプOpAは、圧力センサに対する定
電流供給回路を構成し、またオペアンプOpBは、
圧力センサ３３からの出力を差動増幅する差動増
幅器を構成し、その差動増幅器からは圧力センサ
３３に加わる圧力、即ち出口ポート１６の圧力に
比例したフイードバツク信号E₂が出力されるよ
うに構成している。

次に、上記実施例の動作について説明する。

入口ポート１５、入口チエツク弁２２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２３
を通つて出口ポート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
れる駆動流体で往復駆動されるものである。この
場合、駆動室１９は増圧室１８より大径であるた
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１９に供給される一次圧P₁が
同圧であつても、ピストン２０は支障なく駆動さ
れる。

出口ポート１６から出力される二次圧は、フイ
ードバツク通路２４、フイードバツクポート２５
を介して圧力センサ３３に伝達され、圧力センサ
３３からは二次圧に比例したフイードバツク信号
E₂が出力される。このフイードバツク信号E₂は、
比較回路部３４において設定圧に応じた入力信号
E₃と比較されて、フイードバツク信号E₂が入力
信号E₃より小さいときはオン信号を、大きいと
きはオフ信号を出力し、この出力信号E₄によつ
てリレー３６がオンオフ動作する。

一方、発振回路部３５はリレー３６を介して電
磁弁１２の電磁部２８に接続されているので、発
振回路部３５から出力されるオンオフ信号E₅は、
リレー３６がオンのときのみ電磁部２８に出力さ
れ、電磁弁１２はこの出力信号E₅によつてオン
オフ動作を繰返すことにより、増圧室１８の二次
圧P₂を所定の設定圧に調圧維持する。

上記電磁弁１２のオンオフ動作の繰返しによる
設定圧の調圧維持は、増圧装置を最大能力の状態
において作動させることができるので、流量特性
は、第７図の曲線ｅで示すように、一次圧P₁を
低下させる場合と比べて著しく改善される。

第４図Ａは、上記実施例において、一次圧P₁
を５Kgｆ／cm²、発振回路部３５の発信サイクル数
を4.9Hzとした場合の流量Ｑと二次圧P₂の関係を
示す線図で、上記の条件における最大の流量は、
曲線ｆによつて示すような特性になる。また、曲
線ｇは二次圧P₂を10Kgｆ／cm²に設定した場合、
曲線ｈは二次圧P₂を８Kgｆ／cm²に設定した場合
の各流量特性を示す。

第４図Ｂは、上記各設定圧における流量とサイ
クル数の関係を示し、増圧装置の流量が少ない範
囲においては、増圧装置が作動を始めると直ぐに
二次圧が設定圧よりも高くなるので、第５図Ａに
示すように比較回路部３４の信号E₄のオン時間
が短くて直ぐにオフになり、電磁弁１２の駆動が
停止される。また、流量が多くなるにしたがつ
て、比較回路部３４の信号E₄のオン時間が長く
なつてオンオフ信号E₅の印加時間が増加し、流
量が最大の場合には、第５図Ｂに示すように、比
較回路部３４の信号E₄がオンのままで、発振回
路部３５の信号E₅はオンオフを連続して繰返す
ので、電磁弁１２は連続的にオンオフ動作を繰返
す。

なお、図示を省略しているが、ピストンポンプ
１１は、上記エアリタン式に限定されるものでは
なく、ピストン２０の駆動によつて圧縮されたス
プリングの付勢力によつて復帰するスプリングリ
タン式や、本体ブロツクの両側にピストンポンプ
を設けた複動形とすることもできる。

［考案の効果］ 本考案は、増圧装置における二次圧の調圧を、
二次圧をフイードバツク信号とする制御回路によ
る電磁弁の作動制御で行つて、増圧装置を最大能
力の状態で作動させるので、一次圧を低下させて
二次圧を調圧維持する場合に比べて、増圧装置の
流量特性を著しく改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の構成図、第２図は同
上ピストンポンプ及び電磁弁の縦断正面図、第３
図は同上制御回路の構成図、第４図Ａは本考案の
実施例における流量特性線図、同Ｂは同上の流量
とサイクル数の関係を示す線図、第５図Ａ，Ｂは
比較回路部の信号と発振回路部の信号の関係を示
す線図、第６図は公知の増圧装置の構成図、第７
図は公知の増圧装置において一次圧を低下させて
二次圧を制御した場合の流量特性線図である。 １１……ピストンポンプ、１２……電磁弁、１
３……制御回路、１５……入口ポート、１６……
出口ポート、１８……増圧室、１９……駆動室、
２０……ピストン、３３……圧力センサ、３４…
…比較回路部、３５……発振回路部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入口ポートと出口ポートを有し、電磁弁による
   駆動室への圧力空気の給排によりピストンを駆動
   して、上記入口ポートからの圧力空気を増圧して
   出口ポートから出力するピストンポンプを備え、 上記電磁弁の駆動を制御する制御回路を、出口
   ポート側に設けた圧力センサの出力をフイードバ
   ツク信号として、それを設定圧に応じた入力信号
   と比較する比較回路部と、該比較回路部において
   入力信号がフイードバツク信号よりも大きい場合
   に、その差の大小によつて発振回数が異なる一定
   サイクルのオンオフ信号を上記電磁弁に出力し
   て、該電磁弁をオンオフ動作させる発振回路部と
   により構成した、 ことを特徴とする増圧装置。