JPH0570722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、空圧又は油圧などの流体圧でピスト
ンを往復駆動する発動機に関し、ピストンの駆動
速度を速めて出力アツプすること、始動ミスをな
くすこと、及び微速駆動時に停止してしまうのを
なくすことができるようにする技術である。

＜従来の技術＞ 本発明が対象とする流体圧ピストン発動機は、
その前提構造が次のようになつている。

例えば、第４図又は第５図に示すように、 シリンダ７に挿入したピストン８の上側に作動
室９を設け、その作動室９を給圧口１４と排圧口
１５とに切り換え接続する流体圧給排弁１３を設
け、その給排弁１３を流体圧の給圧位置Ｘと排圧
位置Ｙとに切り換え操作するパイロツト弁１８を
設け、 上記の給排弁１３は、上記シリンダ７の上側に
設けた給排弁箱２９内に筒状の給排弁体３０を上
下移動自在に挿入して構成し、その給排弁体３０
の外側に、上記の給圧口１４へ連通される給圧側
弁室３３と、上記の排圧口１５へ連通される排圧
弁室３４と、同上の給圧口１４と圧抜き口５１と
へ選択的に連通されるパイロツト作動室３５とを
設け、 前記パイロツト弁１８は、上記給排弁体３０の
筒孔面３０ｄ内に上下移動自在に挿入したスプー
ル形パイロツト弁体４６と、上記の給圧口１４と
上記パイロツト作動室３５との間に設けた封止リ
ング製の排圧操作用弁体４８と、同上パイロツト
作動室３５と前記の圧抜き口５１との間に設けら
れた圧抜き弁体５３とで構成し、 上記パイロツト弁体４６は、前記ピストン８に
連動連結され、下死点の近傍では上記の排圧操作
用弁体４８を開弁させて上記パイロツト作動室３
５を上記の給圧口１４へ連通させるのに対して、
上死点の近傍では上記の圧抜き弁体５３を開弁さ
せて同上のパイロツト作動室３５を前記の圧抜き
口５１へ連通可能に構成したものである。

この前提構造では、次のように作動する。

第５図に示すように、圧力流体供給弁１６を開
弁すると、流体圧源１７から圧縮空気又は圧油等
の圧力流体が供給されて発動機２が運転され、閉
弁すると圧力流体の供給が停止されて運転停止さ
れる。

運転停止した状態では、同図中の左半図に示す
ように、ピストン８及びパイロツト弁体４６が復
帰ばね１１で上死点に押戻され、給排弁体３０が
排圧側弁室３４側へ押寄せられている。

運転している状態では、その左半図に示す下降
駆動行程と、右半図に示す上昇復帰行程とを繰返
す。

下降駆動行程では、圧抜き弁体５３が開いて、
パイロツト作動室３５の流体圧が圧抜口５１から
逃されるため、給排弁体３０が給圧側弁室３３の
流体圧で排圧側弁室３４側へ押動かされ、給圧側
弁室３３に常時供給されている流体圧が作業側弁
室３２から作動室９へ圧入されて、ピストン８を
下降駆動させる。

また、上昇復帰行程では、ピストン８が下死点
に達したときに、右半図に示すように、排圧操作
用弁体４８が開かれて、給圧口１４から常時供給
されている流体圧がパイロツト作動室３５に圧入
されて、給排弁体３０をパイロツト作動室３５の
流体圧で給圧側弁室３３側へ押動かし、作動室９
の流体圧が作業側弁室３２から排圧側弁室３４を
経て排圧口１５外へ逃がされて、ピストン８が復
帰ばね１１で上昇復帰させられる。

そして、ピストン８が上死点に達したときに左
半図に示すように、圧抜き弁体５３が開かれて、
前記の下降駆動行程に切換わる。

上述の前提構造において、流体圧給排弁１３及
びパイロツト弁１８を実用化するための構造とし
て、従来では、特公昭55−40761号公報に示され
た技術を本発明者が先に提案した。

この従来技術とは、第５図と第６図に示すよう
に、給排弁体３０の上側に給圧側弁室３３を、下
側に排圧側弁室３４及びパイロツト作動室３５を
配置し、給排弁体３０の給圧側弁室３３に臨む給
圧側弁面３０ａの給圧側弁面径Ａを排圧室３４に
臨む排圧側弁面３０ｂの排圧側弁面径Ｂと同径に
形成して、給圧側弁面３０ａが閉じた状態での給
圧側開弁開始時受圧面積Ｄを排圧側弁面３０ｂが
閉じた状態での給圧側開弁終了時受圧面積Ｅと同
じ面積に形成し、封止リング製の排圧操作用弁体
４８の内周面４８ａをパイロツト弁体４６に、外
周面４８ｂを給排弁箱２９の下部の弁室内周面２
９ｃに摺動自在に封止接触させるとともに、その
上面４８ｃを受具４９の下面に受止めさせ、受具
４９の上部を給排弁体３０に固定したものであ
る。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記従来技術では、パイロツト弁体４６がピス
トン８に対して、直接的に切換作動されて動作遅
れが生じないので、パイロツト弁体４６の応答感
度が高く、ピストン８の駆動速度を速めて、高出
力を得ることができる点で優れている。

しかし、次の問題が残されていた。

イ 給排弁体の切換作動速度を速める余地がある
こと。

Ｏリング製の排圧側操作用弁体４８は、第５図
の右半図に示す給排弁体３０の排圧位置Ｙへの切
換上昇時には、流体圧で押上げられる一方、その
左半図に示す給圧位置Ｘへの切換下降時には、弁
室内周面２９ｃとパイロツト弁１８の外周面１８
ａとに摺接しながら、給排弁体３０の下端部の受
具４９で押下げられる。

このため、給排弁体３０は、給圧位置Ｘへの切
換下降時に、排圧操作用弁体４８の内周面４８と
外周面４８ｂ、パイロツト作動室３５を封止する
Ｏリング４２、及び給圧側弁室３３を封止するＯ
リング９０の合計４箇所で摩擦抵抗を受ける。

特に、給圧側弁室封止用Ｏリング９０は、その
下半面が給圧側弁室３３の高い作動流体圧力を常
時受けるのに対し、上半面がパイロツト弁室４
５・圧抜口５１及び排圧側弁室３４を通じて大気
側に開放されている。このため、上記Ｏリング９
０は、大きな差力で上方に押付けられて左右に押
し拡げられ、摺動案内面９１に強く圧接されるの
で、前記の摩擦抵抗が特に大きい。

従つて、給排弁体３０は、摩擦抵抗が大きい分
だけ弁切換の作動遅れが大きくなり、発動機の作
動速度を低下させてその出力を低下させる。

ロ 発動機に始動ミスが発生すること。

例えば、始業時に、圧力流体供給弁１６を誤つ
て開いたままコンプレツサを起動して、空気圧源
（流体圧源）１７の圧力を大気圧から設定圧にま
で高めていくときに、給排弁体３０が切換作動の
途中位置で停止して、発動機２が次の原因により
始動不能に陥ることがある。

発動機２を起動する前では、ピストン８が復帰
ばね１１で押上げられ、その上死点近くでパイロ
ツト弁体４６が給圧操作用弁体５３を開けて、パ
イロツト作動室３５の圧力を圧抜口５１から逃が
すため、給排弁体３０は、第５図の左半図に示す
給圧位置Ｘに位置させられている。

何らかの誤りで、圧力流体供給弁１６が開いた
ままコンプレツサを起動すると、空気圧源１７の
圧力が大気圧から徐々に上昇していく。これに伴
い、発動機２に供給される空気圧も徐増してい
く。

この空気圧の徐増の初期には、その低い圧力に
よつて、ピストン８が非常に遅い速度で下降駆動
されていく。そして、下死点近くになり、パイロ
ツト弁体４６の開弁用溝４６ａが排圧操作用弁体
４８を微速で通過して開弁していこうとする。こ
の排圧操作用弁体４８が僅かに開いたときに、低
圧の圧縮空気がパイロツト作動室３５に流入し
て、Ｏリング４２，９０の大きな摩擦抵抗に抗し
て給排弁体３０を時間をかけてゆつくりと押上げ
ていく。

そのゆつくりとした押上げの途中で、作業側弁
室３２が給圧側弁室３３にも排圧側弁室３４にも
連通して、作動室９の内圧力が作業側弁室３２か
ら排圧側弁室３４へ逃がされる。このため、ピス
トン８が復帰ばね１１の弾圧力で押上げられて、
開弁用溝４６ａが排圧操作用弁体４８を開きかけ
た途中で閉じ戻してしまう。

すると、パイロツト作動室３５内に低圧の圧縮
空気が閉じ込められてしまうとともに、給圧側弁
室３３内の圧縮空が作業側弁室３２から排圧側弁
室３４へ短絡して排出される。

このため、給排弁体３０は、パイロツト作動室
３５からの押上げ力と給圧側弁室３３からの押下
げ力との釣合いにより、上昇途中で停止させられ
てしまい、ピストン８を下降駆動できなくなる。
その結果、発動機２が始動不能に陥るのである。

また、これに伴い、圧縮空気が給圧側弁室３３
から排圧側弁室３４へ短絡して排出されるため、
エネルギーロスが生じるうえ、空気圧源１７の圧
力がいつまでたつても上昇しないので工場内の他
部所に設置した流体圧アクチユエータも駆動出来
なくなつてしまう。

ハ 発動機が微速駆動時に停止してしまうこと。

例えば第４図に示すように、発動機２でプラン
ジヤ式油圧ポンプ３を駆動して、油圧シリンダ６
１を伸長させ終えた後にも加圧し続けているとき
に、作動室６１ａや切換弁６０等から圧油がリー
クすると、このリークした油量を補充するため
に、ピストン８が油圧ポンプ３のプランジヤ２２
を微速駆動させる。

このようにピストン８が微速駆動しながら下死
点に近づいたときに、パイロツト弁体４６の開弁
用溝４６ａが排圧操作用弁体４８を微速で通過し
て開弁していこうとすことから、前記問題点ロで
述べたことと同じ作用により、給排弁体３０が上
昇途中で停止してしまい、発動機２が停止して運
転不能に陥つてしまう。

また、特開昭58−178886号公報には、切換弁子
８が切換途中の位置で常に切換え方向へ押圧され
るように構成することによつて、前記の問題点ロ
及びハを解消しようとする技術が開示されてい
る。

しかし、その技術では前記の問題点イを解消で
きなかつた。その理由を同上の公報の図面に基づ
いて説明すると、次のようになる。

切換弁子８は、給圧位置へ押し下げ操作される
時には、φA部の上ＯリングとφC部の中間高さＯ
リングとφD部の下Ｏリングとの３つのＯリング
によつて摺動抵抗を受ける。

そのうえ、上記のφA部の上Ｏリングは、その
下半面が流体圧供給口２からの高い圧力う常時受
けるのに対して、上半面が連通路１４を経て大気
側へ開放されている。また、前記のφD部の下Ｏ
リングも、その上半面が切換弁室１９からの高い
圧力を常時受けるのに対して、下半面が連通路１
４を経て大気側へ開放されている。このため、上
記のφA部の上ＯリングとφD部の下Ｏリングと
は、上下方向の大きな差力によつて、それぞれ、
上方と下方へと押し付けられて左右方向へ強力に
押し広げられて、弁箱の案内面に強く圧接される
ので、摩擦抵抗が特に大きい。

また、上記の切換弁子８は、排圧位置へ押し上
げ操作される時には、上記の３つのＯリングに加
えて、スプール形ピストンロツド６の上部に設け
たＯリングからも摺動抵抗を受けるので、合計で
４箇所から大きな摺動抵抗を受けることになる。

さらに、切換弁子８は、前述の給圧位置への押
し下げ時には、その押し下げの初期を除いた全期
間にわたつて、切換弁室１９から下側受圧面積８
２に加わる上向きの圧力が常に作用するので、そ
の背圧抵抗が大きい。

従つて、切換弁子８は、摩擦抵抗や背圧抵抗が
大きい分だけ切換えの作動遅れが大きくなり、発
動機の作動速度を低下させて出力を低下させる。

本発明は、上記の問題点イ〜ハを全て解決し
て、給排弁体の切換作動速度を速めることにより
発動機の出力を向上させること、発動機の始動ミ
スをなくすこと、及び、発動機が微速駆動時に停
止してしまうのをなくすことを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記目的を達成するために、例えば
第１図から第３図に示すように、前述の前提構造
において、次の改良を加えたものである。

即ち、前記の給圧側弁室３３と前記の排圧側弁
室３４と前記パイロツト作動室３５とを下側から
順に設け、 前記の給排弁体３０の上記の給圧側弁室３３に
対面する給圧側弁面３０ａの給圧側弁面径Ａを上
記の排圧側弁室３４に対面する排圧側弁面３０ｂ
の排圧側弁面径Ｂよりも小径に形成して、給圧側
開弁開始時受圧面積Ｄを給圧側開弁終了時受圧面
積Ｅよりも小面積に形成し、同上の給排弁体３０
の前記パイロツト作動室３５に対面するパイロツ
ト受圧面３０ｃのパイロツト受圧面積Ｆを上記の
給圧側開弁終了時受圧面積Ｅよりも大面積に形成
し、 前記パイロツト作動室３５の周面３５ａと上記
の給排弁体３０との間に封止具４２を設けると共
に、 上記の給排弁体３０の前記の筒孔面３０ｄ内に
前記の排圧操作用弁体４８を設けて、その弁体４
８の内周面４８ａを前記パイロツト弁体４６に摺
動自在に封止接触させ、その弁体４８の外周面４
８ｂを上記の筒孔面３０ｄに摺動自在に封止接触
させ、その弁体４８の上面４８ｃを、前記の給排
弁箱２９に支持した受具４９の下面で受止めて構
成し、 前記の給排弁体３０の上側に、前記パイロツト
作動室３５に連通する圧抜き弁座５２と前記圧抜
き口５１とを下から順に設けるとともに、その圧
抜き弁座５２に前記の圧抜き弁体５３を閉止弾圧
する閉弁ばね５４を設け、上記の圧抜き弁体５３
に前記パイロツト弁体４６の上部を下側から開弁
操作可能に対面させて構成したものである。＜作
用＞ 本発明は、次のように作用する。

イ 給排弁体３０の切換作動速度が速くなるこ
と。

上記の給排弁体３０は、パイロツト作動室３５
の周面３５ａと受具４９とでスライドガイドされ
るので、排圧位置Ｙから給圧位置Ｘへ切換時にお
いて、パイロツト作動室３５を封止する封止具４
２と、排圧操作用弁体４８の外周面４８ｂとの２
箇所でしか摩擦抵抗を受けない。そのうえ、パイ
ロツト作動室３５の圧抜きは、シート弁式の圧抜
き弁体５３をパイロツト弁体４６の上部で押し上
げることによつて行われるので、圧抜き弁体５３
が給排弁体３０の切換時の摩擦抵抗とならない。
従つて、給排弁体３０が受ける摩擦抵抗は、前述
の各従来例の４箇所で受ける場合と比べて半減す
る。

しかも、前述の特公昭55−40761号の従来例に
おけるＯリング９０（第５図参照）や、前述の特
開昭58−178886号公報におけるφA部の上Ｏリン
グ及びφD部の下Ｏリングは、上下から加わる大
きな圧力差で常時押しつけられて摩擦抵抗が特に
大きいが、本発明はこのようなＯリングを省略で
きた。

以上により、本発明の給排弁体３０は、従来例
のものに比べて、摩擦抵抗が大幅に軽減される。

また、給排弁体３０が給圧側弁室３３の流体圧
で第１図の右半図の排圧位置Ｙから左半図の給圧
位置Ｘへ切換作動される。このときの弁切換操作
力は、弁切換作動の初期には、給圧弁面３０ａが
閉じているため、給圧側開弁開始時受圧面積Ｄに
加わる圧力に対応した力であるのに対し、弁切換
作動の中期乃至後期には、給圧側弁面３０ａが開
くとともに、排圧側弁面３０ｂが閉じていくた
め、給圧側開弁終了時受圧面積Ｅの大きな面積に
加わる圧力に対する力に切換わる。これにより、
弁切換作動速度は、作動途中から加速されて、高
速化ささる。

逆に、給排弁体３０がパイロツト作動室３５の
流体圧で給圧位置Ｘから排圧位置Ｙへ切換作動さ
れるときに、給圧側弁室３３側の流体圧が背圧抵
抗となる。この背圧抵抗は、弁切換作動の初期に
は、給圧側弁面３０ａが開いているため、給圧側
開弁終了時受圧面積Ｅに加わる圧力であるのに対
し、弁切換作動の中期乃至後期には、給圧側弁面
３０ａが閉じていくとともに、排圧側弁面３０ｂ
が開いていくため、給圧側開弁開始時受圧面積Ｄ
の小さな面積に切換わる。これにより、弁切換作
動速度は、作動途中から加速されて高速化され
る。

以上のように、給排弁体３０は、摩擦抵抗が軽
減する事、弁切換操作力が増大する事、及び弁切
換作動の背圧抵抗が減少する事により、弁切換作
動速度が大幅に高められる。これに伴い、ピスト
ン８の作動サイクルが大幅に速められ、発動機２
の出力が大幅に高まる。

ロ 発動機の始動ミスが無くなること。

圧力流体供給弁１６が誤つて開かれたまま、コ
ンプレツサを起動して、作動用空気圧源１７の圧
力を大気圧から設定圧にまで高めていくときに、
第１図の左半図に示すように、給排弁体３０が給
圧位置Ｘに停止している状態で、給圧側弁室３３
から作動室９に供給される圧縮空気の圧力も大気
圧から徐々に上昇していく。

すると、ピストン８が低圧で微速駆動されてい
き、これが下死点近くになり、パイロツト弁体４
６の上端開弁用溝４６ａが排圧操作用弁体４８を
微速で通過して開弁していこうとして僅かに開い
たときに、低圧の圧縮空気がパイロツト作動室３
５に流入して給排弁体３０をゆつくりと押下げて
いく。

この弁押下げの背圧抵抗は、弁押下げ前には、
給圧側弁面３０ａが開いているため、給圧側開弁
終了時受圧面積Ｅに加わる圧力に対応した力であ
るのに対し、弁押下げ後には、給圧側弁面３０ａ
が閉じられていくとともに、排圧側弁面３０ｂが
開いていくため、給圧側開弁開始時受圧面積Ｄの
小さな面積に対応する力に切換わるので、その背
圧抵抗が急速に減少する。

これにより、給排弁体３０は、強力に押下げら
れ、下降途中で停止することが無くなり、発動機
２が始動不能に陥ることが解消される。

ハ 発動機の微速駆動時の停止が無くなること。

何らかの原因でピストン８が微速駆動される場
合において、下死点に近づいて、パイロツト弁体
４６の上端開弁用溝４６ａが排圧操作用弁体４８
を微速通過して開弁していこうとするときに、給
排弁体３０は上記作用ロと同じように作用して背
圧の低下により強力に押下げられ、下降途中で停
止することが無くなるので発動機２が停止に陥る
ことが解消される。

＜発明の効果＞ 本発明は、上記のように構成され、作用するこ
とから、次の効果を奏する。

イ 給排弁体は、摩擦抵抗が軽減する事・弁切換
操作力が増大する事・弁切換作動の背圧抵抗が
減少する事の三つの面から、弁切換作動速度が
大幅に高められる。これに伴い、ピストンの作
動サイクルが速められ、発動機の出力が大幅に
高められる。

ロ 給排弁体は、パイロツト作動室の圧力で給圧
位置から排圧位置へゆつくりと押し下げられる
ときに、この弁押下げの背圧抵抗が給圧側開弁
終了時受圧面積Ｅに加わる圧力から、これより
小面積の給圧側開弁開始時受圧面積Ｄに加わる
圧力に低下するので、強力に押下げられ、下降
途中で停止しなくなる。

これにより、圧力流体供給弁が誤つて開かれ
たまま、コンプレツサを起動して作動用空気圧
源の圧力を大気圧から高めていくときに、給排
弁体がゆつくり押し下げられても途中で停止し
ないので、発動機は始動不能に陥ることが解消
され、確実に始動する。

また、これに伴い、圧縮空気が給圧側弁室か
ら排圧側弁室へ短絡して排出されることも無く
なるから、エネルギーロスが生じなくなるう
え、空気圧源の圧力がいつまでたつても上昇し
ないことに起因して工場内の他部所の流体圧ア
クチユエータも駆動不能に陥ることも解消す
る。

ハ 何らかの原因でピストンが微速駆動される場
合において、パイロツト弁体が排圧操作用弁体
を微速開弁することにより、パイロツト作動室
内の緩やかな圧力上昇で給排弁体をゆつくりと
押下げるときに、給排弁体は前記背圧抵抗の低
下により下降途中で停止しなくなり、確実に切
換作動するので、発動機が停止に陥ることが解
消される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は作動を説明するための図であつて、第２
図の要部拡大模式図、第２図は本発明の発動機を
適用したブースタポンプ装置の縦断面図、第３図
は給排弁体の切換時の受圧面積を示す図である。

第２図中、１はブースタポンプ装置で、これ
は、圧縮空気を利用して往復直線運動を発生する
空圧ピストン式発動機２と、この発動機２によつ
て駆動されて高圧油を送り出すプランジヤ式油圧
ポンプ３とで構成されている。

上記発動機２は、圧縮空気の圧力エネルギーを
動力に変換する発動機本体４を有し、この発動機
本体４に流体圧給排手段５を介して圧縮空気が供
給・排出される。

発動機本体４は単動ばね復帰形に構成されてい
る。即ち、シリンダ７にピストン８が上下気密摺
動自在に挿入される。シリンダ７の上壁７ａとピ
ストン８の上側との間に作動室９が形成されると
共に、シリンダ７の下壁７ｂとピストン８の下側
との間にばね室１０が形成される。このばね室１
０に復帰ばね１１が装着される。上記作動室９に
圧縮空気を供給すると、ピストン８が復帰ばね１
１の弾圧力に抗して下死点側へ駆動される一方、
作動室９から圧縮空気を排出するとピストン８
は、復帰ばね１１の弾圧力で上死点側へ復帰され
る。

前記の流体圧給排手段５は流体圧給排弁１３を
有し、上記の作動室９がこの流体圧給排弁１３を
介して給圧口１４と排圧口１５とに切換接続可能
とされている。給圧口１４は圧力流体供給弁１６
を介して空気圧源（流体圧源）１７に連接され、
排圧口１５は大気側へ開放されている。また、流
体圧給排弁１３はパイロツト弁１８で流体圧の給
圧位置Ｘと排圧位置Ｙとに切換作動可能とされて
いる。

前記プランジヤ式油圧ポンプ３は周知のもので
あり、シリンダ状のポンプ室２１内にプランジヤ
２２が上下油密摺動自在に挿入され、このプラン
ジヤ２２がピストン８に連結される。ポンプ室２
１の底壁に開口した吸込口２３に吸込口２４が装
着され、同上ポンプ室２１の周壁に開口した吐出
口２５に吐出弁２６が装着される。そして、ピス
トン８を下降駆動すると、プランジヤ２２がポン
プ室２１内に進出してその内圧を高め、吐出弁２
６が開かれてポンプ室２１内の作動油が吐出され
る。一方、ピストン８が上昇復帰すると、プラン
ジヤ２２がポンプ室２１から後退してその内圧は
低下し、吸込弁２４が開かれてポンプ室２１内に
作動油が吸込まれる。以上の行程を繰り返すこと
によつて高圧の差動油が送り出される。

上記ブースタホンプ装置１において、流体圧給
排手段５の構成を主として第１図により詳述す
る。第１図中の左半図及び第２図はピストン８の
下降駆動行程の初期状態を示し、同上第１図中の
右半図はピストン８の上昇復帰行程の初期状態を
示している。

まず、流体圧給排弁１３について説明すると、
これはシリンダ７の上側に設けた給排弁箱２９を
有している。この給排弁箱２９内に筒状の給排弁
体３０が挿入され、その筒孔面３０ｄは給排弁箱
２９から垂下された支持筒３１に上下摺動自在に
支持されている。給排弁体３０は上方に押上げら
れると給圧位置Ｘとなり、下方に押下げられると
排圧位置Ｙとなる。

上記給排弁箱２９内で給排弁体３０の外周部に
作業側弁室３２が形成される。また、給排弁体３
０の一端面側である下側に給圧側弁室３３が形成
される。一方、給排弁体３０の他端面側である上
側には、排圧側弁室３４とパイロツト作動室３５
とが形成される。このパイロツト作動室３５は排
圧側弁室３４の上方に配置されている。上記作業
側弁室３２は給排気孔３６を介して作動室９に連
通される。また、給圧側弁室３３はフイルタ３７
を介して給圧口１４に連通され、排圧側弁室３４
は排圧孔３８を介して排圧口１５に連通される。
この排圧口１５ちに形成した排圧室３９に消音器
４０が内設される。

上記給排弁体３０に、給圧側弁面３０ａが給圧
側弁室３３に臨ませて形成されると共に、排圧側
弁面３０ｂが排圧側弁室３４に臨ませて形成され
る。この場合、給圧側弁面３０ａの給圧側弁面径
Ａは排圧側弁面３０ｂの排圧側弁面径Ｂよりも小
径に形成される。また、第３図で示すように、給
圧側弁面３０ａが閉じた状態（第１図中右半図）
での給圧側開弁開始時受圧面積Ｄは、排圧側弁面
３０ｂが閉じた状態（同図中左半図）での給圧側
開弁終了時受圧面積Ｅよりも小面積に形成され
る。さらに、給排弁体３０にはパイロツト作動室
３誤に臨むパイロツト受圧面３０ｃが形成され、
このパイロツト受圧面３０ｃの受圧面積Ｆは前記
の給圧側開弁終了時受圧面積Ｅよりも大面積に形
成される。そして、第１図中左半図で示すように
給排弁体３０を押上げて給圧位置Ｘに切換える
と、給圧側弁面３０ａが給圧側弁座２９ａから離
間して給圧側弁室３３と作業側弁室３２とが連通
されると共に、排圧側弁面３０ｂが排圧側弁座２
９ｂに座着して作業側弁室３２と排圧側弁室３４
との間が封止される。これとは逆に、同上第１図
中右半図で示すように給排弁体３０を押下げて排
圧位置Ｙに切換えると、給圧側弁面３０ａが給圧
側弁座２９ａに座着して給圧側弁室３３と作業側
弁室３２との間が封止されると共に、排圧側弁面
３０ｂが排圧側弁座２９ｂから離間して作業側弁
室３２と排圧側弁室３４とが連通される。

また、排圧側弁室３４はパイロツト作動室３５
との間は、給排弁体３０の上部周面に嵌着したパ
イロツト作動室封止用Ｏリング４２で気密状に封
止される。上記パイロツト作動室３５がパイロツ
ト弁１８を介して給圧口１４又は排圧口１５に選
択的に連通され、これによつて給排弁体３０の切
換操作がなされる。

次に、このパイロツト弁１８について説明す
る。給排弁体３０の筒孔面３０ｄ内を貫通して縦
向きのパイロツト弁室４５が設けられる。このパ
イロツト弁室４５内に、スプール形のパイロツト
弁体４６が前記支持筒３１の筒孔面から径方向に
所定の間隙をあけて挿入される。このパイロツト
弁体４６がピストン８に連接される。

上記支持筒３１の筒孔面とパイロツト弁体４６
の外周面との間に環状通気路４７が形成される。
給圧側弁室３３は、この通気路４７と支持筒３１
の連通孔３１ａを介してパイロツト作動室３５に
連通される。上記の通気路４７を開閉する排圧操
作用弁体４８が設けられる。この排圧操作用弁体
４８は封止用Ｏリングで構成されており、その内
周面４８ａがパイロツト弁体４６の周面に、ま
た、外周面４８ｂが給排弁体３０の筒孔面３０ｄ
に、それぞれ、摺動自在に封止接触される。さら
に、排圧操作用弁体４８の上面４８ｃは支持筒３
１の下部に設けた受具４９の下面で受止められ
る。また、パイロツト弁体４６の上部には、先す
ぼまり状に形成した開弁用溝４６ａが設けられ
る。

一方、パイロツト弁室４５の上方でこれと同軸
上にシリンダ状の圧抜口５１が形成される。この
圧抜口５１の底部を縮径して圧抜弁座５２が形成
され、圧抜口５１内に上下摺動自在に挿入した給
圧操作用の圧抜き弁体５３が閉弁ばね５４で圧抜
弁座５２に弾圧される。

そして、ピストン８の下降に同行して、パイロ
ツト弁体４６が第１図中左半図の実線で示す上死
点近くにある状態から、同左半図中の二点鎖線で
示す下死点近くにある状態に切換えられる場合に
は、まず圧抜き弁体５３が圧抜弁座５２に座着し
て圧抜口５１が閉じられ、その後、排圧操作用弁
体４８がパイロツト弁体４６の開弁用溝４６ａに
嵌まり込んでパイロツト弁室４５の通気路４７が
開かれる。すると、パイロツト作動室３５は、支
持筒３１の連通孔３１ａ・パイロツト弁室４５の
通気路４７・開弁用溝４６ａ・給圧側弁室３３の
経路で給圧口１４に連通される。これによつて、
給排弁体３０が上下の差力によつて押下げられ、
給圧位置Ｘから排圧位置Ｙに切換えられる（第１
図中右半図）。そして、作動室９は、給排気孔３
６・作業側弁室３２・排圧側弁室３４・排圧孔３
８を介して排圧口１５に連通され、ピストン８の
上昇復帰行程が開始される。

そして、パイロツト弁体４６が第１図中右半図
の実線で示す下死点近くにある状態から同右半図
中二点鎖線で示す上死点近くの状態に切換えられ
る場合には、まず、パイロツト弁体４６の周面が
排圧操作用弁体４８の内周面４８ａに封止接触
し、通気路４７が閉じられる。次いで圧抜き弁体
５３が閉弁ばね５４の弾圧力に抗して押上げられ
て圧抜弁座５２から離間し、パイロツト作動室３
５が支持筒３１の連通孔３１ａ・開弁用溝４６
ａ・圧抜口５１の経路で排圧口１５に連通され
る。

これによつて、給排弁体３０が上下の差圧力に
よつて押上げられ、排圧位置Ｙから給圧位置Ｘに
切換えられる。そして、作動室９は、給排気孔３
６・作業側弁室３２・給圧側弁室３３を介して給
圧口１４に連通れさ、ピストン８の下降駆動行程
が開始される。

なお、第２図に示すように、発動機本体４のば
ね室１０はタイロツド５６の挿通孔５７を介して
排圧室３９に連通されており、ピストン８の昇降
時におけるばね室１０の呼吸作用が消音器４０を
通してなされる。

上記実施例においては、発動機２を空圧作動式
に構成したがこれはガス作動式や油圧作動式であ
つてもよい。また、発動機２によつて油圧ポンプ
３が駆動されるとしたが、この被駆動機は、往復
直線運動を機械的仕事に変換する機器であればよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例を示し、第
１図は作動説明図、第２図は本発明の発動機を適
用したブースタポンプ装置の縦断面図、第３図は
給排弁体の切換時の受圧面積を示す図、第４図は
本発明の前提構造を示す模式図であつて、第２図
又は第５図に対応する図、第５図と第６図は従来
例を示し、第５図は作動説明用の縦断面図、第６
図は第３図相当図である。 ７……シリンダ、８……ピストン、９……作動
室、１３……流体圧給排弁、１４……給圧口、１
５……排圧口、１８……パイロツト弁、２９……
給排弁箱、３０……給排弁体、３０ａ……給圧側
弁面、３０ｂ……排圧側弁面、３０ｃ……パイロ
ツト受圧面、３０ｄ……筒孔面、３３……給圧側
弁室、３４……排圧側弁室、３５……パイロツト
作動室、３５ａ……周面、４２……封止具（Ｏリ
ング）、４６……パイロツト弁体、４８……排圧
操作用弁体、４８ａ……内周面、４８ｂ……外周
面、４８ｃ……上面、４９……受具、５１……圧
抜き口、５２……圧抜き弁座、５３……圧抜き弁
体、５４……閉弁ばね、Ａ……給圧側弁面３０ａ
の給圧側弁面径、Ｂ……排圧側弁面３０ｂの排圧
側弁面径、Ｄ……給圧側開弁開始時受圧面積、Ｅ
……給圧側開弁終了時受圧面積、Ｅ……パイロツ
ト受圧面３０ｃのパイロツト受圧面積、Ｘ……給
圧位置、Ｙ……排圧位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ７に挿入したピストン８の上側に作
   動室９を設け、その作動室９を給圧口１４と排圧
   口１５とに切り換え接続する流体圧給排弁１３を
   設け、その給排弁１３を流体圧の給圧位置Ｘと排
   圧位置Ｙとに切り換え操作するパイロツト弁１８
   を設け、 上記の給排弁１３は、上記シリンダ７の上側に
   設けた給排弁箱２９内に筒状の給排弁体３０を上
   下移動自在に挿入して構成し、その給排弁体３０
   の外側に、上記の給圧口１４へ連通される給圧側
   弁室３３と、上記の排圧口１５へ連通される排圧
   側弁室３４と、同上の給圧口１４と圧抜き口５１
   とへ選択的に連通されるパイロツト作動室３５と
   を設け、 前記パイロツト弁１８は、上記の給排弁体３０
   の筒孔面３０ｄ内に上下移動自在に挿入したスプ
   ール形パイロツト弁体４６と、上記の給圧口１４
   と上記パイロツト作動室３５との間に設けた封止
   リング製の排圧操作用弁体４８と、同上パイロツ
   ト作動室３５と前記の圧抜き口５１との間に設け
   た圧抜き弁体５３とで構成し、上記パイロツト弁
   体４６は、前記ピストン８に連動連結され、下死
   点の近傍では上記の排圧操作用弁体４８を開弁さ
   せて上記パイロツト作動室３５を上記の給圧口１
   ４へ連通させるのに対して、上死点の近傍では上
   記の圧抜き弁体５３を開弁させて同上のパイロツ
   ト作動室３５を前記の圧抜き口５１へ連通可能に
   構成した、流体圧ピストン発動機において、 前記給圧側弁室３３と前記排圧側弁室３４と前
   記パイロツト作動室３５とを下側から順に設け、 上記給排弁体３０の上記の給圧側弁室３３に対
   面する給圧側弁面３０ａの給圧側弁面径Ａを上記
   の排圧側弁室３４に対面する排圧側弁面３０ｂの
   排圧側弁面径Ｂよりも小径に形成して、給圧側開
   弁開始時受圧面積Ｄを給圧側開弁終了受圧面積Ｅ
   よりも小面積に形成し、同上の給排弁体３０の前
   記パイロツト作動室３５に対面するパイロツト受
   圧面３０ｃのパイロツト受圧面積Ｆを上記の給圧
   側開弁終了時受圧面積Ｅよりも大面積に形成し、 前記パイロツト作動室３５の周面３５ａと上記
   の給排弁体３０との間に封止具４２を設けるとと
   もに，上記の給排弁体３０の前記の筒孔面３０ｄ
   内に前記の排圧操作用弁体４８を設けて、その弁
   体４８の内周面４８ａを前記パイロツト弁体４６
   に摺動自在に封止接触させ、その弁体４８の外周
   面４８ｂを上記の筒孔面３０ｄに摺動自在に封止
   接触させ、その弁体４８の上面４８ｃを、前記の
   給排弁箱２９に支持した受具４９の下面で受止め
   て構成し、 前記の給排弁体３０の上側に、前記パイロツト
   作動室３５に連通する圧抜き弁座５２と前記の圧
   抜き口５１とを下から順に設けるとともに、その
   圧抜き弁座５２に前記の圧抜き弁体５３を閉止弾
   圧する閉弁ばね５４を設け、上記の圧抜き弁体５
   ３に前記パイロツト弁体４６の上部を下側から開
   弁操作可能に対面させて構成した、ことを特徴と
   する流体圧ピストン発動機。