JPWO2019044047A1 - 増圧装置 - Google Patents

Abstract

増圧装置（１０）は、増圧用シリンダ（１２）の両側に駆動用シリンダ（１４、１６）を配設したものであって、駆動用シリンダのピストン（３６、３８）がその移動端で当接しているときに作動する一対のパイロット弁（７２、７４）と、駆動用シリンダの加圧室（２４ａ、２６ａ）に対する圧力流体の供給状態を切り換える一対の作動弁（４８、５２）とを備え、パイロット弁が作動すると、圧力流体がパイロット弁を通じて一対の作動弁に供給され、圧力流体の供給状態が切り換わる。

Description

本発明は、圧力流体を増圧して出力する増圧装置に関する。

従来から、ピストンの往復動作によって連続的に圧力流体を増圧して出力する増圧装置が知られている。

例えば、特開平８−２１４０４号公報には、ピストンロッドにそれぞれのピストンが直結された一対の増圧用シリンダを互いに向き合うように配置し、一対の増圧用シリンダの間にエネルギー回収用シリンダを設けた増圧器が記載されている。この増圧器は、一方の増圧用シリンダの圧縮室と作動室および他方の増圧用シリンダの圧縮室に圧縮空気を入れることにより、一方の増圧用シリンダの圧縮室に入れた空気を増圧して出力するものである。増圧用シリンダへの給気切換動作および回収用シリンダへの流路切換動作は、増圧用シリンダのピストン位置をリードスイッチで検出し、切換弁のソレノイドをオンオフすることによって行われる。

特開平８−２１４０４号公報の増圧器では、ピストンを駆動するための作動室と流体を圧縮するための圧縮室が一対の増圧用シリンダに設けられており、設計の自由度が制約されるおそれがある。また、切換動作を行うためにリードスイッチとソレノイドを用いており、電気配線を含む電気的手段が必要になる。

本発明は、ピストンを駆動するシリンダと圧力流体を圧縮するシリンダを個別に設けてこれらを有機的に配置するとともに、電気的手段によらず切換動作を行うことができる増圧装置を提供することを目的とする。

本発明に係る増圧装置は、増圧用シリンダの両側に駆動用シリンダを配設したものであって、駆動用シリンダのピストンがその移動端で当接しているときに作動する一対のパイロット弁と、駆動用シリンダの加圧室に対する圧力流体供給源からの圧力流体の供給状態を切り換える一対の作動弁とを備え、パイロット弁が作動すると、圧力流体がパイロット弁を通じて一対の作動弁に供給され、圧力流体の供給状態が切り換わることを特徴とする。

また、本発明に係る増圧装置は、増圧用シリンダの両側に駆動用シリンダを配設したものであって、駆動用シリンダのピストンがその移動端で当接しているときに作動する一対のパイロット弁と、駆動用シリンダの加圧室に対する圧力流体供給源からの圧力流体の供給状態を切り換える一対の作動弁とを備え、パイロット弁が作動すると、増圧用シリンダからの圧力流体がパイロット弁を通じて一対の作動弁に供給され、圧力流体の供給状態が切り換わることを特徴とする。

上記の増圧装置によれば、ピストンを駆動するシリンダと圧力流体を圧縮するシリンダとで内径を異ならせるなど設計の自由度を向上させることができる。また、流体回路を含む機械的手段によりパイロット弁および作動弁を動作させることができるので、電気配線を含む電気的手段が不要になる。

上記の増圧装置において、作動弁は、駆動用シリンダの加圧室に圧力流体を供給し駆動用シリンダの背圧室の圧力流体を排出する状態と、駆動用シリンダの加圧室の圧力流体の一部を駆動用シリンダの背圧室に回収する状態とに切り換えるものであるのが好ましい。これによれば、圧力流体の消費量を可及的に少なくすることができる。

この場合、パイロット弁は、ばねの付勢力で駆動用シリンダの背圧室内に突出するプッシュロッドを有し、駆動用シリンダのピストンはその移動端でプッシュロッドに当接するのが好ましい。これによれば、流体の圧力変動が少ない場所にパイロット弁が配置されるので、パイロット弁の作動が安定する。加えて、駆動用シリンダの背圧室の圧力流体を排出する流路にサイレンサを設ければ、作動弁の排気音が抑制されるほか、駆動用シリンダのピストンがパイロット弁のプッシュロッドに当接する際に発生する打音が外部に漏出するのを可及的に抑制できる。

また、プッシュロッドはピストン部を有し、ピストン部の一方側の空間は大気に開放され、ピストン部の他方側の空間は一対の作動弁を切り換えるためのパイロット流路に接続されており、駆動用シリンダのピストンがプッシュロッドに当接していないとき、一方側の空間と他方側の空間はプッシュロッドの内部に形成される孔を介して連通するのが好ましい。これによれば、作動弁を切り換えるためのパイロット流路を簡単な構造で大気に連通させることができる。

さらに、パイロット弁はプッシュロッドが当接可能な弁体を有し、駆動用シリンダのピストンがプッシュロッドに当接することでプッシュロッドが弁体に当接するとき、他方側の空間は圧力流体供給源または増圧用シリンダの増圧室に接続されるとともにプッシュロッドの内部に形成される孔からシールされるものであってもよい。また、プッシュロッドはバルブシートおよびバルブシート押えの内側に摺動自在に配設され、バルブシート押えは一端面が増圧用シリンダの増圧室に臨むとともに他端面が前記バルブシートに当接し、一方側の空間は前記バルブシート押えの他端面に形成される溝部を含むものであってもよい。

本発明に係る増圧装置によれば、ピストンを駆動するシリンダと圧力流体を圧縮するシリンダの設計の自由度を向上させることができ、また、パイロット弁および作動弁について電気配線を含む電気的手段が不要になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る増圧装置の外観斜視図である。 図２は、図１の増圧装置の側面図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図５は、図２のＶ−Ｖ断面図である。 図６は、回路図を用いた図１の増圧装置の全体概略図である。 図７は、図５のＢ部拡大図である。 図８は、パイロット弁が作動したときの図５のＢ部拡大図である。 図９は、増圧装置が図６の状態から別の状態に遷移したときの図６に対応する図である。 図１０は、増圧装置が図９の状態からさらに別の状態に遷移したときの図６に対応する図である。 図１１は、回路図を用いた本発明の第２実施形態に係る増圧装置の全体概略図である。 図１２は、増圧装置が図１１の状態から別の状態に遷移したときの図１１に対応する図である。

以下、本発明に係る増圧装置について複数の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る増圧装置１０について、図１〜図１０を参照しながら説明する。増圧装置１０は、図示しない圧力流体供給源（コンプレッサ）と増圧された圧力流体により作動する図示しないアクチュエータとの間に配設される。

増圧装置１０は、図１および図３に示すように、増圧用シリンダ１２の一端側（Ａ１方向側）および他端側（Ａ２方向側）にそれぞれ第１駆動用シリンダ１４および第２駆動用シリンダ１６が連設された３連式のシリンダ構造を有する。すなわち、増圧装置１０では、Ａ１方向からＡ２方向に向かって、第１駆動用シリンダ１４、増圧用シリンダ１２および第２駆動用シリンダ１６がこの順に連設されている。

第１駆動用シリンダ１４と増圧用シリンダ１２との間にはブロック状の第１カバー部材１８が介挿され、増圧用シリンダ１２と第２駆動用シリンダ１６との間にはブロック状の第２カバー部材２０が介挿されている。

増圧用シリンダ１２の内部には増圧室２２が形成され、第１駆動用シリンダ１４および第２駆動用シリンダ１６の内部にはそれぞれ第１駆動室２４および第２駆動室２６が形成されている。この場合、第１駆動用シリンダ１４のＡ１方向の端部に第３カバー部材２８が固定され、Ａ２方向の端部に第１カバー部材１８が配設されることにより、第１駆動室２４が形成される。また、第２駆動用シリンダ１６のＡ１方向の端部に第２カバー部材２０が配設され、Ａ２方向の端部が壁部３０で閉塞されることにより、第２駆動室２６が形成される。

図３に示すように、第１カバー部材１８、増圧用シリンダ１２および第２カバー部材２０を貫通してピストンロッド３２が配設される。ピストンロッド３２は、二つの軸部材を直列に連結して構成される。ピストンロッド３２の一端部は第１駆動室２４に延在し、ピストンロッド３２の他端部は第２駆動室２６に延在している。

増圧室２２において、ピストンロッド３２の中央部に増圧用ピストン３４が連結されている。これにより、増圧室２２は、Ａ１方向側の第１増圧室２２ａとＡ２方向側の第２増圧室２２ｂとに区画される（図６参照）。第１駆動室２４において、ピストンロッド３２の一端部に第１駆動用ピストン３６が連結されている。これにより、第１駆動室２４は、Ａ１方向側の加圧室２４ａとＡ２方向側の背圧室２４ｂとに区画される（図６参照）。また、第２駆動室２６において、ピストンロッド３２の他端部に第２駆動用ピストン３８が連結されている。これにより、第２駆動室２６は、Ａ２方向側の加圧室２６ａとＡ１方向側の背圧室２６ｂとに区画される（図６参照）。増圧用ピストン３４、第１駆動用ピストン３６および第２駆動用ピストン３８は、ピストンロッド３２を介して一体的に連結されている。

図１に示すように、増圧用シリンダ１２の前面上部には、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給される供給ポート４０が形成されている。図４および図６に示すように、増圧用シリンダ１２、第１カバー部材１８および第２カバー部材２０の内部には、供給ポート４０に連通し、供給された圧力流体を第１増圧室２２ａおよび第２増圧室２２ｂに供給する流体供給機構が設けられている。流体供給機構は、供給ポート４０と第１増圧室２２ａとを連通する第１供給流路４２ａと、供給ポート４０と第２増圧室２２ｂとを連通する第２供給流路４２ｂとを有する。

第１供給流路４２ａには、供給ポート４０から第１増圧室２２ａへ向かう流体の流れを許容し、第１増圧室２２ａから供給ポート４０に向かう流体の流れを阻止する第１供給チェック弁４２ｃが設けられている。第２供給流路４２ｂには、供給ポート４０から第２増圧室２２ｂへ向かう流体の流れを許容し、第２増圧室２２ｂから供給ポート４０に向かう流体の流れを阻止する第２供給チェック弁４２ｄが設けられている。

図１に示すように、増圧用シリンダ１２の前面下部には、後述する増圧動作によって増圧された流体を外部に出力する出力ポート４４が形成されている。図４および図６に示すように、増圧用シリンダ１２、第１カバー部材１８および第２カバー部材２０の内部には、出力ポート４４に連通し、第１増圧室２２ａまたは第２増圧室２２ｂで増圧された流体を出力ポート４４から出力する流体出力機構が設けられている。流体出力機構は、第１増圧室２２ａと出力ポート４４とを連通する第１出力流路４６ａと、第２増圧室２２ｂと出力ポート４４とを連通する第２出力流路４６ｂとを有する。

第１出力流路４６ａには、第１増圧室２２ａから出力ポート４４へ向かう流体の流れを許容し、出力ポート４４から第１増圧室２２ａへ向かう流体の流れを阻止する第１出力チェック弁４６ｃが設けられている。第２出力流路４６ｂには、第２増圧室２２ｂから出力ポート４４へ向かう流体の流れを許容し、出力ポート４４から第２増圧室２２ｂへ向かう流体の流れを阻止する第２出力チェック弁４６ｄが設けられている。

次に作動弁の構成について説明する。図１に示すように、第１駆動用シリンダ１４の上部には、第１作動弁４８を備えた第１ハウジング５０が配設され、第２駆動用シリンダ１６の上部には、第２作動弁５２を備えた第２ハウジング５４が配設されている。

図６に示すように、第１作動弁４８は、第１ポート５６Ａないし第５ポート５６Ｅを有し、第１駆動用ピストン３６を駆動するための第１位置と第２駆動用ピストン３８の駆動に伴い第１駆動用ピストン３６を従動させるための第２位置との間で切り換え可能に構成される。

第１ポート５６Ａは、流路５８ａにより第１駆動用シリンダ１４の加圧室２４ａに接続されている。第２ポート５６Ｂは、流路５８ｂにより第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂに接続されている。第３ポート５６Ｃは、流路５８ｃにより第１供給流路４２ａに接続されている。第４ポート５６Ｄは、流路５８ｄにより排出ポートを備えた第１サイレンサ６２に接続されている。第５ポート５６Ｅは、流路５８ｅにより流路５８ａの途中に接続されている。流路５８ｄには第１固定絞り６０が介装されている。

第１作動弁４８が第１位置にあるときは、第１ポート５６Ａと第３ポート５６Ｃが繋がり、かつ、第２ポート５６Ｂと第４ポート５６Ｄが繋がる。これにより、供給ポート４０からの圧力流体が流路５８ｃおよび流路５８ａを通って加圧室２４ａに供給され、背圧室２４ｂの流体が流路５８ｂおよび流路５８ｄを通り第１固定絞り６０および第１サイレンサ６２を介して排出される。第１作動弁４８が第２位置にあるときは、第１ポート５６Ａと第４ポート５６Ｄが繋がり、かつ、第２ポート５６Ｂと第５ポート５６Ｅが繋がる。これにより、加圧室２４ａの流体の一部が流路５８ａ、流路５８ｅおよび流路５８ｂを通って背圧室２４ｂに回収され、残部が流路５８ｄを通り第１固定絞り６０および第１サイレンサ６２を介して排出される。

第１作動弁４８は、後述する第１パイロット弁７２から圧力流体を導入するための第１導入ポート６３Ａと、後述する第２パイロット弁７４から圧力流体を導入するための第２導入ポート６３Ｂを有する。第１作動弁４８は、第１導入ポート６３Ａに圧力流体が供給されたとき第１位置から第２位置に切り換わり、その後第２導入ポート６３Ｂに圧力流体が供給されるまで第２位置を保持する。第１作動弁４８は、第２導入ポート６３Ｂに圧力流体が供給されたとき第２位置から第１位置に切り換わり、その後第１導入ポート６３Ａに圧力流体が供給されるまで第１位置を保持する。

第２作動弁５２は、第１ポート６４Ａないし第５ポート６４Ｅを有し、第２駆動用ピストン３８を駆動するための第１位置と第１駆動用ピストン３６の駆動に伴い第２駆動用ピストン３８を従動させるための第２位置との間で切り換え可能に構成される。

第１ポート６４Ａは、流路６６ａにより第２駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａに接続されている。第２ポート６４Ｂは、流路６６ｂにより第２駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂに接続されている。第３ポート６４Ｃは、流路６６ｃにより第２供給流路４２ｂに接続されている。第４ポート６４Ｄは、流路６６ｄにより排出ポートを備えた第２サイレンサ７０に接続されている。第５ポート６４Ｅは、流路６６ｅにより流路６６ａの途中に接続されている。流路６６ｄには第２固定絞り６８が介装されている。

第２作動弁５２が第１位置にあるときは、第１ポート６４Ａと第３ポート６４Ｃが繋がり、かつ、第２ポート６４Ｂと第４ポート６４Ｄが繋がる。これにより、供給ポート４０からの圧力流体が流路６６ｃおよび流路６６ａを通って加圧室２６ａに供給され、背圧室２６ｂの流体が流路６６ｂおよび流路６６ｄを通り第２固定絞り６８および第２サイレンサ７０を介して排出される。第２作動弁５２が第２位置にあるときは、第１ポート６４Ａと第４ポート６４Ｄが繋がり、かつ、第２ポート６４Ｂと第５ポート６４Ｅが繋がる。これにより、加圧室２６ａの流体の一部が流路６６ａ、流路６６ｅおよび流路６６ｂを通って背圧室２６ｂに回収され、残部が流路６６ｄを通り第２固定絞り６８および第２サイレンサ７０を介して排出される。

第２作動弁５２は、後述する第１パイロット弁７２から圧力流体を導入するための第１導入ポート７１Ａと、後述する第２パイロット弁７４から圧力流体を導入するための第２導入ポート７１Ｂを有する。第２作動弁５２は、第１導入ポート７１Ａに圧力流体が供給されたとき第２位置から第１位置に切り換わり、その後第２導入ポート７１Ｂに圧力流体が供給されるまで第１位置を保持する。第２作動弁５２は、第２導入ポート７１Ｂに圧力流体が供給されたとき第１位置から第２位置に切り換わり、その後第１導入ポート７１Ａに圧力流体が供給されるまで第２位置を保持する。

次にパイロット弁の構成について説明する。図５に示すように、第１カバー部材１８の内部には第１パイロット弁７２が配設され、第２カバー部材２０の内部には第２パイロット弁７４が配設されている。第１パイロット弁７２と第２パイロット弁７４は構成が共通するので、まず、図７を参照しながら、それをまとめて説明する。

第１パイロット弁７２および第２パイロット弁７４は、バルブシート７６、バルブシート押え７８、弁体８０およびプッシュロッド８２を含む。第１カバー部材１８および第２カバー部材２０は、増圧用シリンダ１２側で閉塞するとともにその反対側で開口するバルブ収容孔８４を有する。

バルブ収容孔８４に円筒状のバルブシート７６および円筒状のバルブシート押え７８が嵌挿される。バルブシート押え７８は、軸方向一方の端面が第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂまたは第２駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂに臨み、軸方向他方の端面がバルブシート７６に当接する。バルブ収容孔８４の開口側には溝部を介して止めリング８７が固定され、止めリング８７がバルブシート押え７８に当接する。これにより、バルブシート７６およびバルブシート押え７８が軸方向に位置決め固定される。

バルブシート押え７８の内周は、軸方向他端側が大径となって環状凹部９８が形成されている。バルブシート押え７８の軸方向他方側の端面には、放射状に延びる複数の溝部１００が形成されており、溝部１００は、内周側で環状凹部９８に連通し、外周側で図示しない通路を介して大気と連通している。バルブシート押え７８の環状凹部９８における内径は、バルブシート押え７８に隣接する部位のバルブシート７６の内径よりも小さい。すなわち、バルブシート７６と当接するバルブシート押え７８の端面は、バルブシート７６よりも内方に突出している。

バルブシート７６の内周には、内方に突出する環状フランジ部８８が設けられ、さらに環状フランジ部８８の先端には、バルブ収容孔８４の底面方向に突出する環状突起部８８ａが形成されている。バルブシート７６の外周には、第１環状凹部９０および第２環状凹部９２が設けられる。バルブシート７６は、環状フランジ部８８よりもバルブ収容孔８４の底面に近い部位において、第１環状凹部９０の底面からバルブシート７６の内周まで延びる複数の第１貫通孔９４を有する。バルブシート７６は、環状フランジ部８８よりもバルブ収容孔８４の開口に近い部位において、第２環状凹部９２の底面からバルブシート７６の内周まで延びる複数の第２貫通孔９６を有する。

バルブシート７６およびバルブシート押え７８の内側にプッシュロッド８２が摺動自在に配設される。プッシュロッド８２の軸方向一端側には、バルブシート押え７８の内周面に摺接する頭部８２ａが設けられ、プッシュロッド８２の軸方向中央には、バルブシート７６の内周面に摺接するピストン部８２ｂが設けられている。プッシュロッド８２の軸方向他端側には、段差部８２ｃを介して縮径部８２ｄが設けられ、縮径部８２ｄの先端は弁体８０に当接可能である。プッシュロッド８２の内部には、縮径部８２ｄを軸方向に貫通しさらに頭部８２ａに至るまで軸方向に延びる中央孔８２ｅと、中央孔８２ｅに直交し頭部８２ａの外周面に開口する複数の径方向孔８２ｆが形成されている。

バルブシート７６の環状フランジ部８８とプッシュロッド８２のピストン部８２ｂとの間に第１ばね１０２が設けられる。プッシュロッド８２は、第１ばね１０２の付勢力により増圧用シリンダ１２から離間する方向に付勢され、頭部８２ａの一部が第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂ内または第２駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂ内に突出している。プッシュロッド８２は、ピストン部８２ｂの端面がバルブシート押え７８の端面に当接することで増圧用シリンダ１２から離間する方向への移動が規制される。

バルブシート７６の内側であって、環状フランジ部８８よりもバルブ収容孔８４の底面に近い側に円柱状の弁体８０が配設される。バルブ収容孔８４の底面と弁体８０との間に第２ばね１０４が設けられ、弁体８０は、第２ばね１０４の付勢力によりバルブシート７６の環状フランジ部８８に向けて付勢される。

バルブシート７６の外周には溝部を介して第１シール部材１１０ａおよび第２シール部材１１０ｂが設けられ、第１シール部材１１０ａおよび第２シール部材１１０ｂはバルブ収容孔８４の内壁に圧接する。バルブシート押え７８の外周には溝部を介して第３シール部材１１０ｃが設けられ、第３シール部材１１０ｃはバルブ収容孔８４の内壁に圧接する。バルブシート押え７８の内周には溝部を介して第４シール部材１１０ｄが設けられ、第４シール部材１１０ｄはプッシュロッド８２の頭部８２ａ外周面に摺接する。プッシュロッド８２のピストン部８２ｂには溝部を介して第５シール部材１１０ｅが設けられ、第５シール部材１１０ｅはバルブシート７６の内周面に摺接する。

第１パイロット弁７２と第２パイロット弁７４の構成は以上のとおりであり、図６ないし図８を参照しながら、第１パイロット弁７２と第２パイロット弁７４を周囲の流路との関係においてそれぞれ説明する。

第１カバー部材１８の内部には、一端が第１パイロット弁７２のバルブシート７６の第１環状凹部９０に連通し、他端が第１供給流路４２ａに接続される流路８６ａ１が形成されている。第１カバー部材１８および第１ハウジング５０の内部には、一端が第１パイロット弁７２のバルブシート７６の第２環状凹部９２に連通し、他端が第１作動弁４８の第１導入ポート６３Ａに至るパイロット流路８６ｂ１が形成されている。第１カバー部材１８、増圧用シリンダ１２および第２ハウジング５４の内部には、パイロット流路８６ｂ１から分岐して第２作動弁５２の第１導入ポート７１Ａに至るパイロット流路８６ｃ１が形成されている。

図７に示すように、第１パイロット弁７２において、プッシュロッド８２の縮径部８２ｄが弁体８０に当接せず、弁体８０が第２ばね１０４の付勢力により環状フランジ部８８の環状突起部８８ａに圧接しているとき、バルブシート７６の内側の空間は、第１貫通孔９４に連通する第１領域１０６と第２貫通孔９６に連通する第２領域１０８とに気密に区画される。また、第２領域１０８はプッシュロッド８２の中央孔８２ｅと連通する。第２領域１０８は、バルブシート７６の第２貫通孔９６と第２環状凹部９２を介してパイロット流路８６ｂ１に連通しており、プッシュロッド８２の中央孔８２ｅは、径方向孔８２ｆおよびバルブシート押え７８の環状凹部９８と溝部１００を介して大気に開放されている。したがって、通常時、パイロット流路８６ｂ１は大気に開放される。

一方、図８に示すように、第１パイロット弁７２において、弁体８０がプッシュロッド８２の縮径部８２ｄ先端により押されて、弁体８０が環状フランジ部８８の環状突起部８８ａから離れた状態（パイロット弁が作動した状態）では、バルブシート７６の第１貫通孔９４と第２貫通孔９６は、バルブシート７６の内側の空間を介して相互に連通する。また、プッシュロッド８２の縮径部８２ｄが弁体８０の端面に圧接することにより、プッシュロッド８２の中央孔８２ｅはバルブシート７６の内側の空間からシールされる。これにより、第２環状凹部９２を介して第２貫通孔９６と連通するパイロット流路８６ｂ１は、第１環状凹部９０を介して第１貫通孔９４と連通する流路８６ａ１に接続される。したがって、上記の状態では、パイロット流路８６ｂ１は流路８６ａ１を介して供給ポート４０に接続される。

第２カバー部材２０の内部には、一端が第２パイロット弁７４のバルブシート７６の第１環状凹部９０に連通し、他端が第２供給流路４２ｂに接続される流路８６ａ２が形成されている。第２カバー部材２０および第２ハウジング５４の内部には、一端が第２パイロット弁７４のバルブシート７６の第２環状凹部９２に連通し、他端が第２作動弁５２の第２導入ポート７１Ｂに至るパイロット流路８６ｂ２が形成されている。第２カバー部材２０、増圧用シリンダ１２および第１ハウジング５０の内部には、パイロット流路８６ｂ２から分岐して第１作動弁４８の第２導入ポート６３Ｂに至るパイロット流路８６ｃ２が形成されている。

図７に示すように、第２パイロット弁７４において、プッシュロッド８２の縮径部８２ｄが弁体８０に当接せず、弁体８０が第２ばね１０４の付勢力により環状フランジ部８８の環状突起部８８ａに圧接しているとき、バルブシート７６の内側の空間は、第１貫通孔９４に連通する第１領域１０６と第２貫通孔９６に連通する第２領域１０８とに気密に区画される。また、第２領域１０８はプッシュロッド８２の中央孔８２ｅと連通する。第２領域１０８は、バルブシート７６の第２貫通孔９６と第２環状凹部９２を介してパイロット流路８６ｂ２に連通しており、プッシュロッド８２の中央孔８２ｅは、径方向孔８２ｆおよびバルブシート押え７８の環状凹部９８と溝部１００を介して大気に開放されている。したがって、通常時、パイロット流路８６ｂ２は大気に開放される。

一方、図８に示すように、第２パイロット弁７４において、弁体８０がプッシュロッド８２の縮径部８２ｄ先端により押されて、弁体８０が環状フランジ部８８の環状突起部８８ａから離れた状態（パイロット弁が作動した状態）では、バルブシート７６の第１貫通孔９４と第２貫通孔９６は、バルブシート７６の内側の空間を介して相互に連通する。また、プッシュロッド８２の縮径部８２ｄが弁体８０の端面に圧接することにより、プッシュロッド８２の中央孔８２ｅはバルブシート７６の内側の空間からシールされる。これにより、第２環状凹部９２を介して第２貫通孔９６と連通するパイロット流路８６ｂ２は、第１環状凹部９０を介して第１貫通孔９４と連通する流路８６ａ２に接続される。したがって、上記の状態では、パイロット流路８６ｂ２は流路８６ａ２を介して供給ポート４０に接続される。

本発明の第１実施形態に係る増圧装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作および作用効果について説明する。図６に示されるように、第１作動弁４８が第２位置に切り換わった状態にあるとともに第２作動弁５２が第１位置に切り換わった状態にあり、かつ、増圧用ピストン３４が増圧室２２の中央寄りに位置している状態を初期位置とする。

この初期位置において、圧力流体供給源から供給ポート４０へと圧力流体を供給することにより、圧力流体が第１供給流路４２ａおよび第２供給流路４２ｂに流入する。そして、第１供給チェック弁４２ｃおよび第２供給チェック弁４２ｄを介して増圧用シリンダ１２の第１増圧室２２ａおよび第２増圧室２２ｂに導入される。

供給ポート４０から供給される圧力流体の一部は、流路６６ｃ、第１位置にある第２作動弁５２および流路６６ａを通って、第２駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａに供給される。この加圧室２６ａに供給された圧力流体によって第２駆動用ピストン３８がＡ１方向に駆動される。これにより、第２駆動用ピストン３８と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１２の第１増圧室２２ａの圧力流体が増圧される。この増圧した圧力流体は、第１出力流路４６ａおよび第１出力チェック弁４６ｃを通って出力ポート４４へと導かれて出力される。

一方、第２駆動用ピストン３８と一体的に連結された第１駆動用ピストン３６が摺動すると、第１駆動用シリンダ１４の加圧室２４ａの容積が小さくなる。第１作動弁４８は第２位置にあるので、加圧室２４ａ内の圧力流体は、その一部が流路５８ａ、流路５８ｅおよび流路５８ｂを通って背圧室２４ｂに回収され、残部が流路５８ｄを通って排出される。

そして、図９に示すように、増圧用ピストン３４がＡ１方向に変位する終端位置において、第２駆動用ピストン３８が第２パイロット弁７４のプッシュロッド８２の頭部８２ａに当接して該プッシュロッド８２を変位させるに至る。その結果、供給ポート４０から供給される圧力流体は、流路８６ａ２、第２パイロット弁７４およびパイロット流路８６ｂ２を通って第２作動弁５２の第２導入ポート７１Ｂに供給されるとともに、パイロット流路８６ｃ２を通って第１作動弁４８の第２導入ポート６３Ｂに供給される。このとき、第１パイロット弁７２のパイロット流路８６ｂ１は大気に開放されているので、第２作動弁５２の第１導入ポート７１Ａに供給されていた圧力流体はパイロット流路８６ｃ１およびパイロット流路８６ｂ１を通って大気に放出され、第１作動弁４８の第１導入ポート６３Ａに供給されていた圧力流体はパイロット流路８６ｂ１を通って大気に放出される。これにより、第１作動弁４８が第１位置に切り換わるとともに、第２作動弁５２が第２位置に切り換わる。

今度は、供給ポート４０から供給された圧力流体の一部は、流路５８ｃ、第１位置にある第１作動弁４８および流路５８ａを通って、第１駆動用シリンダ１４の加圧室２４ａに供給される。図１０に示すように、この加圧室２４ａに供給された圧力流体によって第１駆動用ピストン３６がＡ２方向に駆動される。これにより、第１駆動用ピストン３６と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１２の第２増圧室２２ｂの圧力流体が増圧される。この増圧した圧力流体は、第２出力流路４６ｂおよび第２出力チェック弁４６ｄを通って出力ポート４４へと導かれて出力される。

一方、第１駆動用ピストン３６と一体的に連結された第２駆動用ピストン３８が摺動すると、第２駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａの容積が小さくなる。第２作動弁５２は第２位置にあるので、加圧室２６ａ内の圧力流体は、その一部が流路６６ａ、流路６６ｅおよび流路６６ｂを通って背圧室２６ｂに回収され、残部が流路６６ｄを通って排出される。

そして、ピストンロッド３２がＡ２方向に変位する終端位置において、第１駆動用ピストン３６が第１パイロット弁７２のプッシュロッド８２の頭部８２ａに当接して該プッシュロッド８２を変位させるに至る（図示略）。その結果、供給ポート４０から供給される圧力流体は、流路８６ａ１、第１パイロット弁７２およびパイロット流路８６ｂ１を通って第１作動弁４８の第１導入ポート６３Ａに供給されるとともに、パイロット流路８６ｃ１を通って第２作動弁５２の第１導入ポート７１Ａに供給される。このとき、第２パイロット弁７４のパイロット流路８６ｂ２は大気に開放されているので、第１作動弁４８の第２導入ポート６３Ｂに供給されていた圧力流体はパイロット流路８６ｃ２およびパイロット流路８６ｂ２を通って大気に放出され、第２作動弁５２の第２導入ポート７１Ｂに供給されていた圧力流体はパイロット流路８６ｂ２を通って大気に放出される。これにより、第１作動弁４８が第２位置に切り換わるとともに、第２作動弁５２が第１位置に切り換わる。以下、同様に増圧用ピストン３４が往復運動を繰り返し、増圧された圧力流体が出力ポート４４から連続的に出力される。

本実施形態に係る増圧装置１０によれば、第１作動弁４８および第２作動弁５２の切り換えと、第１パイロット弁７２および第２パイロット弁７４の作動は、流体回路を含む機械的手段で行うことができ、電気的手段を必要としない。

また、第１駆動用ピストン３６を駆動する際に加圧室２４ａに供給した流体の一部を、第２駆動用ピストン３８の駆動に伴い第１駆動用ピストン３６を従動させる際に背圧室２４ｂに回収するので、圧力流体の消費量を少なくすることができる。同様に、第２駆動用ピストン３８を駆動する際に加圧室２６ａに供給した流体の一部を、第１駆動用ピストン３６の駆動に伴い第２駆動用ピストン３８を従動させる際に背圧室２６ｂに回収するので、圧力流体の消費量を少なくすることができる。

さらに、流体の圧力変動が少ない第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂおよび第２駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂにプッシュロッド８２が臨むので、第１パイロット弁７２および第２パイロット弁７４の動作が安定する。なお、第１パイロット弁７２を増圧用シリンダ１２の第２増圧室２２ｂに臨ませるとともに、第２パイロット弁７４を増圧用シリンダ１２の第１増圧室２２ａに臨ませることも可能であるが、その場合、第１増圧室２２ａまたは第２増圧室２２ｂにおける流体圧力の増大がプッシュロッド８２の動作に影響を及ぼさないよう配慮する必要がある。

さらにまた、第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂの圧力流体を排出する流路５８ｄに第１サイレンサ６２を設けたので、第１作動弁４８の排気音が抑制されるほか、第１駆動用ピストン３６が第１パイロット弁７２のプッシュロッド８２に当接する際に生じる打音が外部に漏出するのを抑制できる。同様に、第２駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂの圧力流体を排出する流路６６ｄに第２サイレンサ７０を設けたので、第２作動弁５２の排気音が抑制されるほか、第２駆動用ピストン３８が第２パイロット弁７４のプッシュロッド８２に当接する際に生じる打音が外部に漏出するのを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る増圧装置１２０について、主に図１１および図１２を参照しながら説明する。第２実施形態は、パイロット弁の第１環状凹部９０に供給される圧力流体の供給元とその経路が第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態に係る増圧装置１２０において、上述した増圧装置１０と同一または同等の構成には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

第１カバー部材１８および増圧用シリンダ１２の内部には、一端が第１パイロット弁７２のバルブシート７６の第１環状凹部９０に連通し、他端が第２増圧室２２ｂに接続される流路８７ａ１が形成されている。第１カバー部材１８および第１ハウジング５０の内部には、一端が第１パイロット弁７２のバルブシート７６の第２環状凹部９２に連通し、他端が第１作動弁４８の第１導入ポート６３Ａに至るパイロット流路８６ｂ１が形成されている。第１カバー部材１８、増圧用シリンダ１２および第２ハウジング５４の内部には、パイロット流路８６ｂ１から分岐して第２作動弁５２の第１導入ポート７１Ａに至るパイロット流路８６ｃ１が形成されている。

第１パイロット弁７２が作動していない状態（図７参照）では、パイロット流路８６ｂ１は大気に開放される。一方、第１パイロット弁７２が作動した状態（図８参照）では、パイロット流路８６ｂ１は流路８７ａ１を介して第２増圧室２２ｂに接続される。

第２カバー部材２０および増圧用シリンダ１２の内部には、一端が第２パイロット弁７４のバルブシート７６の第１環状凹部９０に連通し、他端が第１増圧室２２ａに接続される流路８７ａ２が形成されている。第２カバー部材２０および第２ハウジング５４の内部には、一端が第２パイロット弁７４のバルブシート７６の第２環状凹部９２に連通し、他端が第２作動弁５２の第２導入ポート７１Ｂに至るパイロット流路８６ｂ２が形成されている。第２カバー部材２０、増圧用シリンダ１２および第１ハウジング５０の内部には、パイロット流路８６ｂ２から分岐して第１作動弁４８の第２導入ポート６３Ｂに至るパイロット流路８６ｃ２が形成されている。

第２パイロット弁７４が作動していない状態（図７参照）では、パイロット流路８６ｂ２は大気に開放される。一方、第２パイロット弁７４が作動した状態（図８参照）では、パイロット流路８６ｂ２は流路８７ａ２を介して第１増圧室２２ａに接続される。

次に、第１パイロット弁７２および第２パイロット弁７４の動作を中心として、第２実施形態に係る増圧装置１２０の動作を説明する。図１１に示されるように、第１作動弁４８が第２位置に切り換わった状態にあるとともに第２作動弁５２が第１位置に切り換わった状態にあり、かつ、増圧用ピストン３４が増圧室２２の中央寄りに位置している状態を初期位置とする。

この初期位置において、圧力流体供給源から供給ポート４０へと圧力流体を供給すると、該圧力流体が第２駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａに供給され、第２駆動用ピストン３８がＡ１方向に駆動される。これにより、第２駆動用ピストン３８と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１２の第１増圧室２２ａの圧力流体が増圧される。この増圧された第１増圧室２２ａの圧力流体は、出力ポート４４へと導かれて出力される。一方、第１駆動用シリンダ１４の加圧室２４ａ内の流体は、その一部が背圧室２４ｂに回収され、残部が排出される。なお、増圧された第１増圧室２２ａの圧力流体は、第２パイロット弁７４の第１環状凹部９０にも導入されるが、この時点では、第２パイロット弁７４は作動しておらず、該圧力流体はその第１環状凹部９０に導入されたままそこに留まっている。

そして、図１２に示すように、増圧用ピストン３４がＡ１方向に変位する終端位置において、第２駆動用ピストン３８が第２パイロット弁７４のプッシュロッド８２の頭部８２ａに当接して該プッシュロッド８２を変位させる。その結果、増圧された第１増圧室２２ａの圧力流体は、流路８７ａ２、第２パイロット弁７４およびパイロット流路８６ｂ２を通って第２作動弁５２の第２導入ポート７１Ｂに供給されるとともに、パイロット流路８６ｃ２を通って第１作動弁４８の第２導入ポート６３Ｂに供給される。これにより、第１作動弁４８が第１位置に切り換わるとともに、第２作動弁５２が第２位置に切り換わる。

今度は、供給ポート４０から供給された圧力流体が第１駆動用シリンダ１４の加圧室２４ａに供給され、第１駆動用ピストン３６がＡ２方向に駆動される。これにより、第１駆動用ピストン３６と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１２の第２増圧室２２ｂの圧力流体が増圧される。増圧された圧力流体は、出力ポート４４へと導かれて出力される。一方、第２駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａ内の流体は、その一部が背圧室２６ｂに回収され、残部が排出される。なお、増圧された第２増圧室２２ｂの圧力流体は、第１パイロット弁７２の第１環状凹部９０にも導入されるが、この時点では、第１パイロット弁７２は作動しておらず、該圧力流体はその第１環状凹部９０に導入されたままそこに留まっている。

ピストンロッド３２がＡ２方向に変位する終端位置において、第１駆動用ピストン３６が第１パイロット弁７２のプッシュロッド８２の頭部８２ａに当接して該プッシュロッド８２を変位させる（図示略）。その結果、増圧された第２増圧室２２ｂの圧力流体は、流路８７ａ１、第１パイロット弁７２およびパイロット流路８６ｂ１を通って第１作動弁４８の第１導入ポート６３Ａに供給されるとともに、パイロット流路８６ｃ１を通って第２作動弁５２の第１導入ポート７１Ａに供給される。これにより、第１作動弁４８が第２位置に切り換わるとともに、第２作動弁５２が第１位置に切り換わる。以下、同様に増圧用ピストン３４が往復運動を繰り返し、増圧された圧力流体が出力ポート４４から連続的に出力される。

本実施形態に係る増圧装置１２０によれば、第１作動弁４８および第２作動弁５２を切り換えるためにそれらの所定の導入ポートに供給する圧力流体を増圧用シリンダ１２の第１増圧室２２ａまたは第２増圧室２２ｂから取り出している。第１増圧室２２ａまたは第２増圧室２２ｂで増圧された圧力流体の圧力は、圧力流体供給源の圧力よりも高いので、第１作動弁４８および第２作動弁５２をより確実に作動させることができる。

本発明に係る増圧装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (14)

1. 増圧用シリンダ（１２）の両側に駆動用シリンダ（１４、１６）を配設した増圧装置（１０）であって、
   前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）がその移動端で当接しているときに作動する一対のパイロット弁（７２、７４）と、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）に対する圧力流体供給源からの圧力流体の供給状態を切り換える一対の作動弁（４８、５２）とを備え、
   前記パイロット弁（７２、７４）が作動すると、前記圧力流体が前記パイロット弁（７２、７４）を通じて前記一対の作動弁（４８、５２）に供給され、前記圧力流体の供給状態が切り換わることを特徴とする増圧装置。
2. 請求項１記載の増圧装置において、
   前記作動弁（４８、５２）は、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）に前記圧力流体を供給し前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）の圧力流体を排出する状態と、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）の圧力流体の一部を前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）に回収する状態とに切り換える
   ことを特徴とする増圧装置。
3. 請求項２記載の増圧装置において、
   前記パイロット弁（７２、７４）は、ばね（１０２）の付勢力で前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）内に突出するプッシュロッド（８２）を有し、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）はその移動端で前記プッシュロッド（８２）に当接する
   ことを特徴とする増圧装置。
4. 請求項３記載の増圧装置において、
   前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）の圧力流体を排出する流路にサイレンサ（６２、７０）を設けた
   ことを特徴とする増圧装置。
5. 請求項３記載の増圧装置において、
   前記プッシュロッド（８２）はピストン部（８２ｂ）を有し、前記ピストン部（８２ｂ）の一方側の空間は大気に開放され、前記ピストン部（８２ｂ）の他方側の空間は前記一対の作動弁（４８、５２）を切り換えるためのパイロット流路（８６ｂ１、８６ｂ２、８６ｃ１、８６ｃ２）に接続されており、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）が前記プッシュロッド（８２）に当接していないとき、前記一方側の空間と前記他方側の空間は前記プッシュロッド（８２）の内部に形成される孔（８２ｅ）を介して連通する
   ことを特徴とする増圧装置。
6. 請求項５記載の増圧装置において、
   前記パイロット弁（７２、７４）は前記プッシュロッド（８２）が当接可能な弁体（８０）を有し、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）が前記プッシュロッド（８２）に当接することで前記プッシュロッド（８２）が前記弁体（８０）に当接するとき、前記他方側の空間は圧力流体供給源に接続されるとともに前記プッシュロッド（８２）の内部に形成される前記孔（８２ｅ）からシールされる
   ことを特徴とする増圧装置。
7. 請求項５記載の増圧装置において、
   前記プッシュロッド（８２）はバルブシート（７６）およびバルブシート押え（７８）の内側に摺動自在に配設され、前記バルブシート押え（７８）は一端面が増圧用シリンダ（１２）の増圧室（２２ａ、２２ｂ）に臨むとともに他端面が前記バルブシート（７６）に当接し、前記一方側の空間は前記バルブシート押え（７８）の前記他端面に形成される溝部（１００）を含む
   ことを特徴とする増圧装置。
8. 増圧用シリンダ（１２）の両側に駆動用シリンダ（１４、１６）を配設した増圧装置（１２０）であって、
   前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）がその移動端で当接しているときに作動する一対のパイロット弁（７２、７４）と、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）に対する圧力流体供給源からの圧力流体の供給状態を切り換える一対の作動弁（４８、５２）とを備え、
   前記パイロット弁（７２、７４）が作動すると、前記増圧用シリンダ（１２）からの圧力流体が前記パイロット弁（７２、７４）を通じて前記一対の作動弁（４８、５２）に供給され、前記圧力流体の供給状態が切り換わることを特徴とする増圧装置。
9. 請求項８記載の増圧装置において、
   前記作動弁（４８、５２）は、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）に圧力流体供給源からの圧力流体を供給し前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）の圧力流体を排出する状態と、前記駆動用シリンダ（１４、１６）の加圧室（２４ａ、２６ａ）の圧力流体の一部を前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）に回収する状態とに切り換える
   ことを特徴とする増圧装置。
10. 請求項９記載の増圧装置において、
    前記パイロット弁（７２、７４）は、ばね（１０２）の付勢力で前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）内に突出するプッシュロッド（８２）を有し、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）はその移動端で前記プッシュロッド（８２）に当接する
    ことを特徴とする増圧装置。
11. 請求項１０記載の増圧装置において、
    前記駆動用シリンダ（１４、１６）の背圧室（２４ｂ、２６ｂ）の圧力流体を排出する流路にサイレンサ（６２、７０）を設けた
    ことを特徴とする増圧装置。
12. 請求項１０記載の増圧装置において、
    前記プッシュロッド（８２）はピストン部（８２ｂ）を有し、前記ピストン部（８２ｂ）の一方側の空間は大気に開放され、前記ピストン部（８２ｂ）の他方側の空間は前記一対の作動弁（４８、５２）を切り換えるためのパイロット流路（８６ｂ１、８６ｂ２、８６ｃ１、８６ｃ２）に接続されており、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）が前記プッシュロッド（８２）に当接していないとき、前記一方側の空間と前記他方側の空間は前記プッシュロッド（８２）の内部に形成される孔（８２ｅ）を介して連通する
    ことを特徴とする増圧装置。
13. 請求項１２記載の増圧装置において、
    前記パイロット弁（７２、７４）は前記プッシュロッド（８２）が当接可能な弁体（８０）を有し、前記駆動用シリンダ（１４、１６）のピストン（３６、３８）が前記プッシュロッド（８２）に当接することで前記プッシュロッド（８２）が前記弁体（８０）に当接するとき、前記他方側の空間は増圧用シリンダ（１２）の増圧室（２２ａ、２２ｂ）に接続されるとともに前記プッシュロッド（８２）の内部に形成される前記孔（８２ｅ）からシールされる
    ことを特徴とする増圧装置。
14. 請求項１２記載の増圧装置において、
    前記プッシュロッド（８２）はバルブシート（７６）およびバルブシート押え（７８）の内側に摺動自在に配設され、前記バルブシート押え（７８）は一端面が増圧用シリンダ（１２）の増圧室（２２ａ、２２ｂ）に臨むとともに他端面が前記バルブシート（７６）に当接し、前記一方側の空間は前記バルブシート押え（７８）の前記他端面に形成される溝部（１００）を含む
    ことを特徴とする増圧装置。

Images