JPWO2020036046A1 - 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するノックピン（９０）を備えた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、ピストンがノックピンを押圧することで一方または他方のパイロット弁が第１位置に切り換わると、圧力流体が一対の作動弁に供給される状態が切り換わるとともに、パイロット弁が第１位置に保持されるように所定の流体圧がノックピンに作用する。

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。

そこで、本出願人は、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の発明について、特許出願した（特願２０１７−１６４９４５号）。

上記特許出願に係る増圧装置は、増圧用シリンダの両側に駆動用シリンダを配設し、駆動用シリンダのピストンがその移動端で当接するプッシュロッドを備えた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る。

上記特許出願に係る増圧装置では、増圧装置の出力が飽和状態に近くなった場合など、駆動用シリンダのピストンがプッシュロッドを押圧する力が弱くなり、パイロット弁が十分に切り換わらないまま、プッシュロッドがばね力で戻されてしまうことがあり、必ずしも満足できるものではなかった。本発明は、かかる事情を背景としてなされたもので、駆動用シリンダのピストンがパイロット弁を押圧する力が弱い場合でも、パイロット弁を確実に切り換える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するノックピンを備えた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る。そして、ピストンがノックピンを押圧することで一方または他方のパイロット弁が第１位置に切り換わると、圧力流体が一対の作動弁に供給される状態が切り換わるとともに、パイロット弁が第１位置に保持されるように所定の流体圧がノックピンに作用する。

上記増圧装置によれば、駆動用シリンダのピストンと当接したノックピンを所定の流体圧で最後まで押し切ることができ、パイロット弁を十分に切り換わった位置に保持することができる。

本発明に係る増圧装置によれば、パイロット弁が切り換わった位置に保持されるように所定の流体圧がノックピンに作用するので、駆動用シリンダのピストンがノックピンを押圧する力が弱くても、ノックピンを最後まで押し切ることができ、確実にパイロット弁を切り換えることができる。

本発明の実施形態に係る増圧装置の外観斜視図である。 図１の増圧装置の側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 回路図を用いた図１の増圧装置の全体概略図である。 図１の増圧装置の第１パイロット弁の断面図である。 第１パイロット弁のノックピンが別の位置に移動したときの図６に対応する図である。 第１パイロット弁のノックピンがさらに別の位置に移動したときの図６に対応する図である。 増圧装置が図５の状態から別の状態に遷移したときの図５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。本発明の実施形態に係る増圧装置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５参照）。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５参照）。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５参照）。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５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５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５に示すように、第１作動弁４８は、流路の接続・切換点としての第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、さらに、後述する第２パイロット弁７４からパイロット圧を導入するためのパイロットポート５６Ｆを有する。第１作動弁４８は、パイロットポート５６Ｆに圧力流体（パイロット圧）が供給されているときは第１位置にあり、パイロットポート５６Ｆに圧力流体（パイロット圧）が供給されていないときは第２位置にある。

第２作動弁５２は、流路の接続・切換点としての第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、さらに、後述する第１パイロット弁７２からパイロット圧を導入するためのパイロットポート６４Ｆを有する。第２作動弁５２は、パイロットポート６４Ｆに圧力流体（パイロット圧）が供給されているときは第１位置にあり、パイロットポート６４Ｆに圧力流体（パイロット圧）が供給されていないときは第２位置にある。

次にパイロット弁の構成について説明する。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は、第１ポート７６Ａないし第４ポート７６Ｄを有し、第２作動弁５２に対してパイロット圧を生成させるための第１位置と該パイロット圧を消失させるための第２位置との間で切り換え可能に構成されている。

第１ポート７６Ａは、第１パイロット流路７８ｂにより第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに接続されている。第２ポート（供給ポート）７６Ｂは、流路７８ａにより第１供給流路４２ａに接続されている。第３ポート７６Ｃは、排出ポートを構成している。第４ポート（連携ポート）７６Ｄは、後述する分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂにより後述する第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａに接続されている。また、後述する第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに至る分岐流路７８ｃが第１パイロット流路７８ｂから分岐して設けられている。

第１パイロット弁７２が第１位置にあるときは、第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂ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７８ａおよび第１パイロット流路７８ｂを通って第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されるとともに、第１パイロット流路７８ｂから分岐する分岐流路７８ｃを通って後述する第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給される。

第１パイロット弁７２が第２位置にあるときは、第１ポート７６Ａと第３ポート７６Ｃが繋がる。これにより、第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されていた圧力流体が第１パイロット流路７８ｂを通って排出されるとともに、第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂを通って排出される。

第２パイロット弁７４は、第１ポート８０Ａないし第４ポート８０Ｄを有し、第１作動弁４８に対してパイロット圧を生成させるための第１位置と該パイロット圧を消失させるための第２位置との間で切り換え可能に構成されている。

第１ポート８０Ａは、第２パイロット流路８２ｂにより第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに接続されている。第２ポート（供給ポート）８０Ｂは、流路８２ａにより第２供給流路４２ｂに接続されている。第３ポート８０Ｃは、排出ポートを構成している。第４ポート８０Ｄ（連携ポート）は、分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂにより第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａに接続されている。また、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに至る分岐流路８２ｃが第２パイロット流路８２ｂから分岐して設けられている。

第２パイロット弁７４が第１位置にあるときは、第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂ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８２ａおよび第２パイロット流路８２ｂを通って第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されるとともに、第２パイロット流路８２ｂから分岐する分岐流路８２ｃを通って第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給される。

第２パイロット弁７４が第２位置にあるときは、第１ポート８０Ａと第３ポート８０Ｃが繋がる。これにより、第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されていた圧力流体が第２パイロット流路８２ｂを通って排出されるとともに、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂを通って排出される。

ここで、図６〜図８を参照しながら、第１パイロット弁７２の具体的構造について説明する。なお、第２パイロット弁７４の具体的構造については、第１パイロット弁７２と同じであるので、説明を省略する。

第１パイロット弁７２は、第１カバー部材１８に設けられたバルブ収容孔８４に収容されるバルブシート８６、バルブシート押え８８およびノックピン９０を含む。バルブ収容孔８４は、増圧用シリンダ１２側で閉塞し、第１駆動用シリンダ１４側で開口している。バルブ収容孔８４の閉塞側端部は大径孔部８４ａとなっており、第４ポート７６Ｄはこの大径孔部８４ａに連通している。

バルブ収容孔８４は、大径孔部８４ａに続く小径孔部８４ｂおよび小径孔部８４ｂに続く開口側の中径孔部８４ｃを有する。第１ポート７６Ａ、第２ポート７６Ｂおよび第３ポート７６Ｃは、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂに連通している。これら３つのポートのうち、第２ポート７６Ｂは、第４ポート７６Ｄに最も近い位置にあり、第３ポート７６Ｃは、第４ポート７６Ｄから最も離れた位置にある。

バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂには、薄肉円筒状のバルブシート８６および厚肉円筒状のバルブシート押え８８が嵌挿される。バルブシート押え８８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に臨み、軸方向他方の端面がバルブシート８６に当接する。バルブ収容孔８４の中径孔部８４ｃには、バルブシート押え８８に当接する止めリング９２が固定される。これにより、バルブシート８６およびバルブシート押え８８がバルブ収容孔８４内で軸方向に位置決め固定される。なお、バルブシート８６は、小径孔部８４ｂの途中に設けられた段部に係止する。

バルブシート８６の軸方向中央部の外周には、第１ポート７６Ａに対向する環状溝８６ａが設けられ、バルブシート押え８８に当接する側のバルブシート８６の軸方向端部の外周には、第３ポート７６Ｃに対向する環状凹部８６ｂが設けられている。バルブシート８６の環状溝８６ａは、バルブシート８６を径方向に貫通する第１貫通孔８６ｃを介してバルブシート８６の内周側に連通し、バルブシート８６の環状凹部８６ｂは、バルブシート８６を径方向に貫通する第２貫通孔８６ｄを介してバルブシート８６の内周側に連通している。

バルブシート８６の外周面には、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂに当接する第１シール材９４ａおよび第２シール材９４ｂがそれぞれ溝部を介して装着されている。第１シール材９４ａは、バルブシート８６とバルブ収容孔８４との隙間を介して第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するのを阻止し、第２シール材９４ｂは、バルブシート８６とバルブ収容孔８４との隙間を介して第１ポート７６Ａと第３ポート７６Ｃが連通するのを阻止する。

バルブシート押え８８の外周面には、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂに当接する第３シール材９６ａが溝部を介して装着され、バルブシート押え８８の内周面には、ノックピン９０に摺接する第４シール材９６ｂが溝部を介して装着されている。第３シール材９６ａおよび第４シール材９６ｂによって、第３ポート７６Ｃと第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂとの間がシールされる。

ノックピン９０は、大径軸部９０ａ、中径軸部９０ｂおよび小径軸部９０ｃを有する。大径軸部９０ａは、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂに嵌挿される。中径軸部９０ｂは、その一部がバルブシート８６から突出する状態で、バルブシート８６の内側に嵌挿され、バルブシート８６から突出する部分は、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂと径方向に所定の隙間を隔てて対向する。小径軸部９０ｃは、バルブシート押え８８の内側に嵌挿される。

ノックピン９０の大径軸部９０ａには、バルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂに摺接する第１パッキン９８ａが溝部を介して装着されている。第１パッキン９８ａは、第２ポート７６Ｂと第４ポート７６Ｄとの間をシールする。ノックピン９０の中径軸部９０ｂには、バルブシート８６の内周面に摺接可能な第２パッキン９８ｂおよび第３パッキン９８ｃが溝部を介して装着されている。ノックピン９０の中径軸部９０ｂの外周には、第２パッキン９８ｂが装着される部位と第３パッキン９８ｃが装着される部位との間において、環状溝９０ｄが設けられている。

ノックピン９０は、大径軸部９０ａ側の端部がバルブ収容孔８４の底面（閉塞端面）に当接する位置と、中径軸部９０ｂと小径軸部９０ｃとの間の段差面９０ｅがバルブシート押え８８の端面に当接する位置との間で摺動可能である。ノックピン９０がバルブシート押え８８の端面に当接するとき、ノックピン９０の小径軸部９０ｃが第１駆動用シリンダ１４の背圧室２４ｂ内に突出する長さ（以下「ノックピンの突出長さ」という）が最大となる。第１駆動用ピストン３６は、ノックピン９０の小径軸部９０ｃ側端部に当接して、ノックピン９０をバルブ収容孔８４の底面側に押圧することができる。

ノックピン９０の突出長さに関わらず、ノックピン９０の環状溝９０ｄはバルブシート８６の第１貫通孔８６ｃを介して環状溝８６ａに連通している。換言すれば、ノックピン９０の環状溝９０ｄは、ノックピン９０の位置とは関係なく、常に、第１ポート７６Ａに連通している。また、第２ポート７６Ｂは、常に、ノックピン９０の中径軸部９０ｂとバルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂとの間に形成される隙間に連通している。

ノックピン９０の突出長さが大きいときは、第２パッキン９８ｂがバルブシート８６の内面に当接するとともに、第３パッキン９８ｃがバルブシート８６の内面から離れる（図６参照）。したがって、第１ポート７６Ａは、ノックピン９０の環状溝９０ｄを含むノックピン９０とバルブシート８６の内面との隙間、バルブシート８６の第２貫通孔８６ｄおよび環状凹部８６ｂを介して、第３ポート７６Ｃに連通する。

第１駆動用ピストン３６がノックピン９０に当接してノックピン９０の突出長さが上記よりも少し減少したときは、第２パッキン９８ｂおよび第３パッキン９８ｃのいずれもがバルブシート８６の内面に当接する（図７参照）。したがって、第１ポート７６Ａは、第２ポート７６Ｂおよび第３ポート７６Ｃのいずれにも連通しない。

ノックピン９０の突出長さが小さいときは、第２パッキン９８ｂがバルブシート８６の内面から離れるととともに、第３パッキン９８ｃがバルブシート８６の内面に当接する（図８参照）。したがって、第１ポート７６Ａは、ノックピン９０の環状溝９０ｄを含むノックピン９０とバルブシート８６の内面との隙間およびノックピン９０の中径軸部９０ｂとバルブ収容孔８４の小径孔部８４ｂとの間に形成される隙間を介して、第２ポート７６Ｂに連通する。

第４ポート７６Ｄに圧力流体が供給されると、ノックピン９０は突出長さが増大する向きに付勢される。その理由は、ノックピン９０の突出長さを増大させる方向に加わる第４ポート７６Ｄの流体圧が作用する面積（受圧面積）は、ノックピン９０の突出長さを減少させる方向に加わる第２ポート７６Ｂの流体圧が作用する面積（受圧面積）より大きいからである。

一方、第４ポート７６Ｄに圧力流体が供給されなくなると、ノックピン９０は突出長さが減少する向きに付勢される。その理由は、ノックピン９０の突出長さを増大させる方向に加わる第４ポート７６Ｄの流体圧が消失する一方で、ノックピン９０の突出長さを減少させる方向に加わる第２ポート７６Ｂの流体圧は維持されているからである。

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５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。なお、以下の説明においては、第１パイロット弁７２のノックピンと第２パイロット弁７４のノックピンを区別するため、前者を「ノックピン９０−１」、後者を「ノックピン９０−２」と表記する。また、第１パイロット弁７２のバルブ収容孔と第２パイロット弁７４のバルブ収容孔を区別するため、前者を「バルブ収容孔８４−１」、後者を「バルブ収容孔８４−２」と表記する。

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。

上記のとおり、初期位置から増圧用ピストン３４がＡ１方向に所定距離まで移動する行程において、第１パイロット弁７２は第１位置にあり、供給ポート４０からの圧力流体が第１パイロット弁７２を介して第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されている。一方、第２パイロット弁７４は第２位置にあり、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに圧力流体は供給されていない。したがって、第１パイロット弁７２においては、ノックピン９０−１の突出長さが減少する向きに付勢され、第１パイロット弁７２は、安定して第１位置に保持されている。また、第２パイロット弁７４においては、ノックピン９０−２の突出長さが増大する向きに付勢され、第２パイロット弁７４は、安定して第２位置に保持されている。

そして、図９に示すように、増圧用ピストン３４がＡ１方向に変位するストロークエンド近傍において、第２駆動用ピストン３８が第２パイロット弁７４のノックピン９０−２に当接する。ノックピン９０−２は第２駆動用ピストン３８に押圧されて変位し、第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが連通するに至る。すると、供給ポート４０からの圧力流体が、第２パイロット流路８２ｂを通って第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されるとともに、分岐流路８２ｃを通って第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄ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１パイロット弁７２が第２位置に切り換わる。

第１パイロット弁７２が第２位置に切り換わると、第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されていた圧力流体が第１パイロット流路７８ｂを通って第１パイロット弁７２の第３ポート７６Ｃから排出される。これにより、第２作動弁５２が第２位置に切り換わる。

また、第１パイロット弁７２が第２位置に切り換わると、第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂを通って第１パイロット弁７２の第３ポート７６Ｃから排出される。このため、第２パイロット弁７４においては、ノックピン９０−２の突出長さを減少せしめる方向に流体圧が作用する。こうして、第２駆動用ピストン３８の押圧によって第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン９０−２は、さらに流体圧を受けながら、バルブ収容孔８４−２の底面に当接した位置に保持される。すなわち、第２パイロット弁７４は安定して第１位置に保持される。この第２パイロット弁７４が第１位置に保持される状態は、後述するように第１駆動用ピストン３６がＡ２方向に駆動されてノックピン９０−１を変位させるときまで維持される。

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。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、増圧用ピストン３４がＡ２方向に変位するストロークエンド近傍において、第１駆動用ピストン３６が第１パイロット弁７２のノックピン９０−１に当接する。ノックピン９０−１は第１駆動用ピストン３６に押圧されて変位し、第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するに至る。すると、供給ポート４０からの圧力流体が、第１パイロット流路７８ｂを通って第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されるとともに、分岐流路７８ｃを通って第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給される。これにより、第２作動弁５２が第１位置に切り換わるとともに、第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わる。

第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わると、第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されていた圧力流体が第２パイロット流路８２ｂを通って第２パイロット弁７４の第３ポート８０Ｃから排出される。これにより、第１作動弁４８が第２位置に切り換わる。

また、第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わると、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂを通って第２パイロット弁７４の第３ポート８０Ｃから排出される。このため、第１パイロット弁７２においては、ノックピン９０−１の突出長さを減少せしめる方向に流体圧が作用する。こうして、第１駆動用ピストン３６の押圧によって第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン９０−１は、さらに流体圧を受けながら、バルブ収容孔８４−１の底面に当接した位置に保持される。すなわち、第１パイロット弁７２は安定して第１位置に保持される。この第１パイロット弁７２が第１位置に保持される状態は、再び第２駆動用ピストン３８がＡ１方向に駆動されてノックピン９０−２を変位させるときまで維持される。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駆動用ピストン３６の押圧によって第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン９０−１を、さらに所定の流体圧によって、バルブ収容孔８４−１の底面に当接する位置まで押し込み、その位置に保持することができる。同様に、第２駆動用ピストン３８の押圧によって第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン９０−２を、さらに所定の流体圧によって、バルブ収容孔８４−２の底面に当接する位置まで押し込み、その位置に保持することができる。

また、第１作動弁４８は、第１パイロット弁７２と連携して位置が切り換わる第２パイロット弁７４からパイロット圧が供給されると第１位置に切り換わり、第２パイロット弁７４からパイロット圧が供給されなくなると第２位置に切り換わる。同様に、第２作動弁５２は、第２パイロット弁７４と連携して位置が切り換わる第１パイロット弁７２からパイロット圧が供給されると第１位置に切り換わり、第１パイロット弁７２からパイロット圧が供給されなくなると第２位置に切り換わる。このため、第１作動弁４８および第２作動弁５２は、安定して作動し、同時に切り換えが行われる。

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。

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 (5)

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であって、
   前記駆動用シリンダのピストン（３６、３８）がその移動端で当接するノックピン（９０）を備えた一対のパイロット弁（７２、７４）と、前記駆動用シリンダの加圧室（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、
   前記ピストンが前記ノックピンを押圧することで一方または他方の前記パイロット弁が第１位置に切り換わると、前記圧力流体が前記一対の作動弁に供給される状態が切り換わるとともに、前記パイロット弁が前記第１位置に保持されるように所定の流体圧が前記ノックピンに作用する増圧装置。
2. 請求項１記載の増圧装置において、
   他方の前記作動弁は、一方の前記パイロット弁から供給されるパイロット圧の有無によってその位置が切り換わり、一方の前記作動弁は、他方の前記パイロット弁から供給されるパイロット圧の有無によってその位置が切り換わる増圧装置。
3. 請求項１記載の増圧装置において、
   前記一方のパイロット弁は、常時前記圧力流体が供給される供給ポートと、前記他方のパイロット弁を通じて前記圧力流体が供給される連携ポートを有し、前記他方のパイロット弁は、常時前記圧力流体が供給される供給ポートと、前記一方のパイロット弁を通じて圧力流体が供給される連携ポートを有し、前記一方または他方のパイロット弁のノックピンは、前記連携ポートに前記圧力流体が供給されるときは当該パイロット弁が第２位置となる向きに付勢され、前記連携ポートに前記圧力流体が供給されないときは前記所定の流体圧が作用する増圧装置。
4. 請求項３記載の増圧装置において、
   前記一方のパイロット弁が前記第１位置にあるとき、前記他方の作動弁にパイロット圧が供給されるとともに、前記他方のパイロット弁の前記連携ポートに前記圧力流体が供給され、前記他方のパイロット弁が前記第１位置にあるとき、前記一方の作動弁に前記パイロット圧が供給されるとともに、前記一方のパイロット弁の前記連携ポートに前記圧力流体が供給される増圧装置。
5. 請求項１記載の増圧装置において、
   前記作動弁は、前記駆動用シリンダの加圧室に前記圧力流体を供給し前記駆動用シリンダの背圧室（２４ｂ、２６ｂ）の圧力流体を排出する状態と、前記駆動用シリンダの加圧室の圧力流体の一部を前記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増圧装置。

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