JPH08296607A - 流体圧アクチュエータの駆動回路 - Google Patents

流体圧アクチュエータの駆動回路

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JPH08296607A
JPH08296607A JP7124391A JP12439195A JPH08296607A JP H08296607 A JPH08296607 A JP H08296607A JP 7124391 A JP7124391 A JP 7124391A JP 12439195 A JP12439195 A JP 12439195A JP H08296607 A JPH08296607 A JP H08296607A
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pressure
switching valve
port
compressor
tank
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費動力が少なくかつ作業環境を汚染しな
い、流体圧アクチュエータの駆動回路を提供する。 【構成】 駆動回路１１が、圧縮機２と、該圧縮機の吐
出口２ａに接続した高圧タンク１２と、低圧タンク１３
と、ＰＡＢ接合とした駆動切換弁１５と、高圧タンクと
切換弁１５の供給ポートＰを連通させる高圧流路１７
と、切換弁１５の排出ポートＲと低圧タンクを連通させ
る低圧流路１８と、圧縮機の吸気口２ｂを外気と低圧タ
ンクとに切り換えて連通させる吸気切換弁１４とを備
え、切換弁１５の出力ポートＡとＢを流体圧シリンダ５
の圧力室５ａ，５ｂに連通させて、流体圧シリンダ５へ
の圧縮空気の給排を閉管路とする。 【効果】 排気が駆動回路外に排出されないので、消費
動力が少なくて省エネルギーであり、かつ作業環境を汚
染しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体圧アクチュエータ
の駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、公知の流体圧アクチュエータの
駆動回路の一例を示し、この駆動回路１は、圧縮機２
と、該圧縮機の吐出口２ａに接続されたタンク３と、次
に詳述する切換弁７と、タンク３と切換弁７の供給ポー
トＰとを連通させる流路６とを備え、圧縮機２の吸気口
２ｂは吸気フィルタ４を介して外気に連通し、切換弁７
の出力ポートＡとＢは、出力流路６ａと６ｂによって流
体圧アクチュエータの一例である流体圧シリンダ５の圧
力室５ａと５ｂに個別に連通し、出力流路６ａと６ｂ中
に、排気の排出を阻止する逆止弁と可変絞りとを並設し
たスピードコントローラ８，８が設けられている。
【０００３】上記切換弁７は、圧縮空気の供給ポート
Ｐ、出力ポートＡとＢ、及び排出ポートＲ、並びにソレ
ノイド７ａ，７ｂを備え、ＰＡＢ接合の３位置４ポート
弁として構成されている。この切換弁７は、ソレノイド
７ａと７ｂの励磁が共に解除された中立位置において供
給ポートＰと出力ポートＡ及びＢとが連通し、ソレノイ
ド７ａを励磁すると供給ポートＰと出力ポートＡ及び出
力ポートＢと排出ポートＲが連通し、ソレノイド７ｂを
励磁すると供給ポートＰと出力ポートＢ及び出力ポート
Ａと排出ポートＲが連通する。図２中の符号Ｍは圧縮機
２を駆動する電動機、符号９は排出ポートＲに接続され
たサイレンサである。
【０００４】上記駆動回路１は、ソレノイド７ａと７ｂ
の励磁が共に解除されて切換弁７が図示の中立位置にあ
るときに、電動機Ｍによって圧縮機２を駆動すると、吸
気フィルタ４を介して圧縮機２の吸気口２ｂから吸入さ
れた外気が、圧縮機２で圧縮されてタンク３に流入し、
タンク３に流入した空気は、流路６、切換弁７の供給ポ
ートＰ及び出力ポートＡとＢ、並びに出力流路６ａと６
ｂを通って流体圧シリンダ５の圧力室５ａと５ｂに供給
される。この場合、圧力室５ａと５ｂの空気圧が等しい
ので、流体圧シリンダ５は所望の位置に停止している。
【０００５】ソレノイド７ａの励磁により供給ポートＰ
を出力ポートＡに、出力ポートＢを排出ポートＲにそれ
ぞれ連通させると、圧力室５ｂの空気が排出ポートＲか
らサイレンサ９を通って外部に排出されるとともに、圧
力室５ａにタンク３の圧縮空気が供給されるので、ピス
トン及びロッドが図において左動し、その速度は空気排
出側のスピードコントローラ８の可変絞りによって制御
される。ソレノイド７ｂを励磁するとともにソレノイド
７ａの励磁を解除すると、供給ポートＰが出力ポートＢ
に連通するとともに、出力ポートＡが排出ポートＲに連
通するので、ピストン及びロッドが図において右動し、
その速度は空気排出側のスピードコントローラ８の可変
絞りによって制御される。
【０００６】しかしながら、上記公知の駆動回路１は、
流体圧アクチュエータ５から排出された空気をその都度
排出ポートＲから外部に排出しているために、空気の消
費量に無駄が多くてエネルギーが大量に消費され、この
ため消費動力が大きいという問題がある。また、排出さ
れる空気には、ドレン、潤滑油ミスト、塵埃等が含まれ
ているために、この空気をそのまま外部に排出すると作
業環境が汚染されるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、消費動力が少なくかつ作業環境を汚染しな
い、流体圧アクチュエータの駆動回路を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明における流体圧アクチュエータの駆動回路
は、圧縮機と、高圧タンクと、圧縮空気の供給ポート、
出力ポート及び排出ポートを有し出力ポートを供給ポー
トと排出ポートとに切り換えて連通させる駆動切換弁
と、高圧タンクと上記供給ポートとを連通させる高圧流
路と、低圧タンクと、上記排出ポートと低圧タンクとを
連通させる低圧流路と、圧縮機の吸気側を外気と低圧タ
ンクとに切り換えて連通させる吸気切換弁とを備え、上
記駆動切換弁の出力ポートから出力される圧縮空気によ
り流体圧アクチュエータを駆動し、該流体圧アクチュエ
ータから排出される排気を低圧流路及び低圧タンクを介
して圧縮機に供給することを特徴としている。
【０００９】また、同様の課題を解決するため、上記駆
動回路において、高圧流路と低圧流路を、減圧弁を有す
る連通流路によって連通させたこと、及びこの駆動回路
における低圧タンクが、該タンク内の圧力が所定の圧力
になったときに、吸気切換弁を低圧タンクと圧縮機との
連通に切り換える圧力スイッチを備えていることを特徴
としている。
【００１０】
【作用】圧縮機で圧縮された空気は、高圧タンク、高圧
流路及び駆動切換弁を通って流体圧アクチュエータに供
給され、これによって該流体圧アクチュエータを駆動す
る。流体圧アクチュエータから排出された排気は、駆動
切換弁、低圧流路を通って低圧タンクに流入した後空気
圧縮器に吸入される。
【００１１】具体的には、高圧流路の圧縮空気が、連通
流路中に設けた減圧弁で所定の圧力に減圧されて低圧タ
ンクに供給され、該低圧タンクに設けた圧力スイッチが
低圧タンク内の圧力が所定の圧力になったことを検出す
ると、吸気切換弁を切り換えて低圧タンク内の空気が圧
縮機に吸入される。この流体圧アクチュエータの駆動回
路は、流体圧アクチュエータへの圧縮空気の給排が閉回
路とされているので、空気の無駄な消費がなくかつ作業
環境を汚染することがない。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例を示し、この流体圧ア
クチュエータの駆動回路１１は、圧縮機２と、該圧縮機
２の吐出口２ａに接続された高圧タンク１２と、低圧タ
ンク１３と、圧縮機２の吸気口２ｂを低圧タンク１３と
外気とに切り換えて連通させる吸気切換弁１４と、駆動
切換弁１５と、高圧タンク１２を上記駆動切換弁１５の
供給ポートＰに連通させる高圧流路１７と、駆動切換弁
１５の排出ポートＲを低圧タンク１３に連通させる低圧
流路１８と、これらの流路１７と１８とを連通させる連
通流路１９とを備え、連通流路１９中に減圧弁２０が設
けられている。上記高圧タンク１２と低圧タンク１３に
は、いずれも空気から水分を除去する除湿機器、または
空気中のドレン、潤滑油ミスト、塵埃等を除去する機器
を内設することができる。また、低圧流路１８の連通流
路１９との連通部より駆動切換弁１５側に、スピードコ
ントローラ８が設置されている。
【００１３】上記吸気切換弁１４は、供給ポート１４
Ｐ、吸気ポート１４Ｒ及び出力ポート１４Ａを備え、ソ
レノイド１４ａの励磁とその解除により、出力ポート１
４Ａを吸気ポート１４Ｒと供給ポート１４Ｐとに切り換
えて連通させる常開形の３ポート電磁弁として構成され
ており、供給ポート１４Ｐは低圧タンク１３に、吸気ポ
ート１４Ｒは吸気フィルタ４を介して外気に、出力ポー
ト１４Ａは圧縮機２の吸気口２ｂに、それぞれ接続され
ている。
【００１４】駆動切換弁１５は、高圧流路１７が接続さ
れる圧縮空気の供給ポートＰ、出力流路６ａと６ｂが接
続される出力ポートＡとＢ、低圧流路１８が接続される
排出ポートＲ、及びソレノイド１５ａと１５ｂを備え、
ＰＡＢ接合の３位置４ポート弁として構成されている。
この駆動切換弁１５は、ソレノイド１５ａと１５ｂの励
磁が共に解除されている中立位置にあるときは、供給ポ
ートＰと出力ポートＡ及びＢが連通するとともに排出ポ
ートＲが閉鎖され（図１参照）、ソレノイド１５ａと１
５ｂの励磁により、出力ポートＡとＢを供給ポートＰと
排出ポートＲとに切り換えて連通させるものである。
【００１５】図１中の符号Ｍは圧縮機２を駆動する定速
または速度可変の電動機、符号２２は、低圧タンク１３
の圧力が所定の圧力に上昇したことを検出すると、ソレ
ノイド１４ａを励磁して吸気切換弁１４の供給ポート１
４Ｐを出力ポート１４Ａに連通させる圧力スイッチであ
る。また、高圧側の空気圧をほぼ一定に保つために、高
圧タンク１２に、電動機Ｍを駆動するための圧力スイッ
チ２３を設けて、タンク１２内の空気圧が所望の圧力以
下に低下した場合に電動機Ｍを運転する。なお、図１に
おいて図２と同じ符号を付したものは、図２に示すもの
と同じ構成及び作用を備えている。
【００１６】次に、上記実施例の作動を説明する。 （運転準備）常開形の吸気切換弁１４の出力ポート１４
Ａが吸気ポート１４Ｒに連通し、駆動切換弁１５の供給
ポートＰが出力ポートＡとＢに連通し、かつ圧縮機２の
駆動が停止してがいるときは、高圧流路１７、低圧流路
１８及び連通流路１９は共に大気圧になっている。電動
機Ｍによって圧縮機２を駆動すると、該圧縮機２が吸気
フィルタ４及び吸気切換弁１４を介して外気を吸入し、
圧縮機２で圧縮された空気は、高圧タンク１２において
脈動、ドレン、潤滑油ミスト、塵埃等が除去された後、
高圧流路１７、駆動切換弁１５の供給ポートＰ、出力ポ
ートＡとＢ、及び出力流路６ａと６ｂを通って流体圧シ
リンダ５の圧力室５ａと５ｂに供給される。この場合、
圧力室５ａと５ｂの空気圧が等しいので、流体圧シリン
ダ５は所望の位置に停止している。また、高圧流路１７
の圧縮空気は、連通流路１９中の減圧弁２０により所望
の圧力に減圧されて低圧流路１８から低圧タンク１３に
流入し、該タンク１３に貯留されるとともに、該タンク
において脈動、ドレン、潤滑油ミスト、塵埃等が除去さ
れる。
【００１７】（アクチュエータの運転）低圧タンク１３
内の圧力が上昇して減圧弁２０の設定圧力（図示の実施
例では約３ｋｇ／ｃｍ2 ）になると、圧力スイッチ２２
が信号を出力して吸気切換弁１４のソレノイド１４ａを
励磁するので、供給ポート１４Ｐと出力ポート１４Ａが
連通して、低圧タンク１３が圧縮機２の吸気口２ｂに連
通する。駆動回路１１に設けた適宜の手段（図示省略）
によって駆動切換弁１５のソレノイド１５ａを励磁する
と、該切換弁１５の出力ポートＡが供給ポートＰに連通
するとともに出力ポートＢが排出ポートＲに連通するの
で、圧力室５ｂの空気が出力流路６ｂ及び低圧流路１８
を通って低圧タンク１３に排出され、出力流路６ａから
圧力室５ａに高圧タンク１２の圧縮空気が供給されるの
で、流体圧シリンダ５が図において左動する。この場
合、ピストン及びロッドの移動速度は、スピードコント
ローラ８の可変絞りで排気流量を調節することにより調
整することができる。
【００１８】ソレノイド１５ａの励磁を解除するととも
にソレノイド１５ｂを励磁すると、駆動切換弁１５の供
給ポートＰが出力ポートＢに出力ポートＡが排出ポート
Ｒにそれぞれ連通するので、圧力室５ｂに高圧流路１７
から圧縮空気が供給されて圧力室５ａの空気が低圧流路
１８を通って低圧タンク１３に排出されるので、流体圧
シリンダ５が図において右動する。したがって、駆動切
換弁１５の切り換えによって流体圧シリンダ５は往復動
する。この場合、流体圧シリンダ５の往復動によって圧
力室５ａと５ｂから交互に排出される排気は、低圧流路
１８を通って低圧タンク１３に流入し、吸気口２ｂから
圧縮機２に再度吸気されて圧縮される。ソレノイド１５
ａと１５ｂの励磁を共に解除すると、駆動切換弁１５が
中立位置に復帰して圧力室５ａと５ｂの空気圧が同じに
なるので、流体圧シリンダ５が停止する。
【００１９】上記実施例は、流体圧シリンダ５の圧力室
５ａ，５ｂから排出される排気を低圧タンク１３に貯留
し、この排気を再度圧縮機２で圧縮して流体圧シリンダ
５に供給するために、流体圧シリンダ５から排出される
排気をその都度外部に排出する場合に比べて電動機の消
費動力をほぼ半分にすることができるので、圧縮機２と
電動機Ｍを小形で安価なものとすることができる。ま
た、流体圧シリンダ５への圧縮空気の給排を閉管路とし
たことにより、排気が駆動回路１１外に排出されないの
で、空気の排出による騒音や、空気に含まれる水分、ド
レン、潤滑油ミスト、塵埃等による作業環境の汚染がな
い。
【００２０】上記実施例における吸気切換弁１４と駆動
切換弁１５はいずれもソレノイド駆動であるが、本発明
の弁１４と１５はこれに限定されるものではなく、例え
ばパイロット空気圧によって駆動するものとすることが
できる。また、駆動切換弁１５は、ＰＡＢ接続に代えて
ＡＢＲ接続としてもよく、或いは３ポート弁または５ポ
ート弁とすることができる。
【００２１】上記圧縮機２の駆動は、定速または速度可
変の電動機に限定されるものではなく、他の原動機によ
って駆動することもできる。なお、説明を簡単にするた
めに、流体圧アクチュエータを圧縮空気によって駆動し
ているが、本発明は空気以外の気体によって流体圧アク
チュエータを駆動することもでき、この場合は、吸気フ
ィルタ４が所望の気体源に接続される。
【００２２】
【発明の効果】本発明における流体圧アクチュエータの
駆動回路は、流体圧アクチュエータから排出される排気
を低圧タンクに供給して再度圧縮機で圧縮する閉管路と
して、排気を駆動回路外に排出しないことにより、空気
の無駄な消費がなくかつエネルギー消費量が少なくなる
ので、圧縮機及び該圧縮機を駆動する原動機を小形で安
価なものにすることができ、しかも省エネルギーの駆動
回路とすることができる。また、排気が閉管路内を循環
して駆動回路外に排出されないので、排気の排出による
作業環境の汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成図である。
【図２】公知の駆動回路の構成図である。
【符号の説明】
２ 圧縮機 ５ 流体圧シリンダ １１ 駆動回路 １２ 高圧タンク １３ 低圧タンク １４ 吸気切換弁 １５ 駆動切換弁 １７ 高圧流路 １８ 低圧流路 １９ 連通流路 ２０ 減圧弁 Ｐ，Ａ，Ｂ，Ｒ ポート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧縮機と、高圧タンクと、圧縮空気の供給
    ポート、出力ポート及び排出ポートを有し出力ポートを
    供給ポートと排出ポートとに切り換えて連通させる駆動
    切換弁と、高圧タンクと上記供給ポートとを連通させる
    高圧流路と、低圧タンクと、上記排出ポートと低圧タン
    クとを連通させる低圧流路と、圧縮機の吸気側を外気と
    低圧タンクとに切り換えて連通させる吸気切換弁とを備
    え、 上記駆動切換弁の出力ポートから出力される圧縮空気に
    より流体圧アクチュエータを駆動し、該流体圧アクチュ
    エータから排出される排気を低圧流路及び低圧タンクを
    介して圧縮機に供給する、ことを特徴とする流体圧アク
    チュエータの駆動回路。
  2. 【請求項２】高圧流路と低圧流路を、減圧弁を有する連
    通流路によって連通させた、ことを特徴とする請求項１
    に記載した流体圧アクチュエータの駆動回路。
  3. 【請求項３】低圧タンクが、該タンク内の圧力が所定の
    圧力になったときに、吸気切換弁を低圧タンクと圧縮機
    との連通に切り換える圧力スイッチを備えている、こと
    を特徴とする請求項２に記載した流体圧アクチュエータ
    の駆動回路。
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