KR102266450B1 - 증압장치 - Google Patents

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KR102266450B1
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나오키 신조
세이이치 나구라
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

증압장치(10)의 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)는, 제1 피스톤(44) 또는 제2 피스톤(46)의 위치를 검출한다. 유체 공급 기구(48)는, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a) 중, 적어도 하나에 유체를 공급한다. 또, 유체 공급 기구(48)는, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거하여, 제1 구동 챔버(34b)로의 유체의 공급 및 제2 구동 챔버(36b)로부터의 유체의 배출 동작과, 제1 구동 챔버(34b)로부터의 유체의 배출 및 제2 구동 챔버(36b)로의 유체의 공급 동작을 전환하여 실행한다.

Description

증압장치
본 발명은, 유체의 압력을 증가시키는 증압장치(pressure booster)에 관한 것이다.
유체압 기기에 고압의 유체를 공급할 목적으로, 공급된 유체를 증압하고, 증압 후의 유체를 외부에 출력하는 증압장치가, 예를 들어, 일본 공개특허공보 특개평9-158901호, 일본 공개특허공보 특개2008-223841호, 일본 공개특허공보 특개2002-39105호, 일본 공개특허공보 특개2001-311404호, 일본 공개특허공보 특개평10-267001호, 일본 공개특허공보 특개평10-267002호, 일본 공개실용신안공보 실개평5-75501호에 개시되어 있다.
이러한 증압장치에서는, 실린더 내의 제1 챔버 및 제2 챔버에 피스톤 로드가 연장되고, 제1 챔버 내의 피스톤 로드의 일단에 연결된 제1 피스톤과, 제2 챔버 내의 피스톤 로드의 타단에 연결된 제2 피스톤에 의해, 제1 챔버 및 제2 챔버 내에 증압 챔버(pressure boosting chamber) 및 구동 챔버(drive chamber)를 구획 형성한다. 그리고, 구동 챔버에 대한 유체의 공급 및 배출에 의해, 제1 피스톤 및 제2 피스톤을 왕복 이동시키는 것에 의해, 증압 챔버 내의 유체를 증압하고, 증압 후의 유체를 외부에 출력한다.
그렇지만, 종래의 증압장치는, 증압 동작 중에 피스톤이 도중에 정지하는 것을 방지하기 위해, 기계적인 기구에 의한 다중 구조의 구동 기구(정지 방지 기구)가 설치되어 있으므로, 내부 구조가 복잡하게 되어 있다. 또, 증압 대상인 유체의 압력값을 조정하는 레귤레이터를 장착하고 있기 때문에, 외관 치수가 커지게 된다.
또, 종래의 증압장치에서는, 노크 핀(knock pins)을 장치에 내장시키고, 피스톤이 이 노크 핀에 맞닿는 것에 기인하여, 유체의 공급 및 배출 동작의 전환을 행하고 있었다. 그렇지만, 피스톤이 이동하여 노크 핀에 맞닿을 때마다 발생하는 소리(타격음)가 소음이 되어, 이 피스톤의 동작시에 증압장치에서 발생하는 소리(작동음)가 크다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 내부 구조를 간소화함과 함께, 외관 치수를 작게 할 수 있는 증압장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 작동음을 저하시킬 수 있는 증압장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 증압장치는, 제1 챔버와, 이 제1 챔버에 인접하는 제2 챔버를 갖는다. 이 경우, 피스톤 로드는, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에서 연장하고 있다. 상기 제1 챔버 내에서는, 상기 피스톤 로드의 일단에 제1 피스톤이 연결되는 것에 의해, 상기 제1 챔버가 상기 제2 챔버측의 제1 증압 챔버와 상기 제2 챔버로부터 멀리 떨어진 제1 구동 챔버로 구획된다. 한편, 상기 제2 챔버 내에서는, 상기 피스톤 로드의 타단에 제2 피스톤이 연결되는 것에 의해, 상기 제2 챔버가 상기 제1 챔버측의 제2 증압 챔버와 상기 제1 챔버로부터 멀리 떨어진 제2 구동 챔버로 구획된다.
그리고, 상기 증압장치에서는, 위치검출 센서가 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 위치를 검출한다. 또, 상기 증압장치에서는, 유체 공급 기구에 의해, 상기 제1 증압 챔버 및 상기 제2 증압 챔버 중, 적어도 하나에 유체를 공급함과 함께, 상기 위치검출 센서의 검출 결과에 근거하여, 상기 제1 구동 챔버로의 유체의 공급 및 상기 제2 구동 챔버로부터의 유체의 배출 동작과, 상기 제1 구동 챔버로부터의 유체의 배출 및 상기 제2 구동 챔버로의 유체의 공급 동작이, 전환되어 실행된다.
이와 같이, 본 발명에서는, 종래의 기계적인 기구에 의한 피스톤의 구동 기구를 대신하여, 상기 위치검출 센서의 검출 결과에 근거한 전기적인 방향 제어에 의해 상기 제1 피스톤, 상기 피스톤 로드 및 상기 제2 피스톤을 구동시킨다. 이것에 의해, 상기 제1 피스톤, 상기 피스톤 로드 및 상기 제2 피스톤의 구동 기구가 간소화되어, 상기 증압장치의 내부 구조를 단순하고 또한 간소한 것으로 할 수 있다.
또, 상기 증압장치에서는, 상기 제1 증압 챔버 및 상기 제2 증압 챔버 중, 적어도 하나로의 유체의 공급과, 상기 제1 구동 챔버 및 상기 제2 구동 챔버에 대한 유체의 공급 또는 배출의 제어만을 행한다. 따라서, 본 발명에서는, 레귤레이터가 불필요하고, 증압 후의 유체의 압력값(설정값)은 고정이다. 그 결과, 상기 증압장치의 외관 치수가 작아져, 이 증압장치의 소형화를 도모할 수 있다.
게다가, 본 발명에서는, 상기와 같이, 상기 위치검출 센서의 검출 결과에 근거하여, 유체의 공급 및 배출 동작을 전환하여 행하기 때문에, 상기 노크 핀이 불필요해진다. 그 결과, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤의 이동시에 발생하는 소음이 억제되어, 상기 증압장치의 작동음을 저하시킬 수 있다.
여기서, 상기 유체 공급 기구는, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제1 증압 챔버에 공급하는 제1 공급 유로와, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제2 증압 챔버에 공급하는 제2 공급 유로와, 상기 위치검출 센서의 검출 결과에 근거하여, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제1 구동 챔버에 공급하거나, 또는, 상기 제1 구동 챔버 내의 유체를 외부에 배출하는 제1 전자 밸브와, 상기 위치검출 센서의 검출 결과에 근거하여, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제2 구동 챔버에 공급하거나, 또는, 상기 제2 구동 챔버 내의 유체를 외부에 배출하는 제2 전자 밸브를 구비한다.
이와 같이, 상기 제1 전자 밸브 및 상기 제2 전자 밸브를 이용하는 것에 의해, 상기 제1 피스톤, 상기 피스톤 로드 및 상기 제2 피스톤의 이동방향의 전환이 전기적으로 행해지므로, 상기 증압장치의 내부 구조를 한층 간소한 것으로 할 수 있다.
이 경우, 상기 유체 공급 기구는, 상기 제1 공급 유로에 설치되어, 상기 제1 증압 챔버로부터의 유체의 역류를 저지하는 제1 입구 체크밸브와, 상기 제2 공급 유로에 설치되어, 상기 제2 증압 챔버로부터의 유체의 역류를 저지하는 제2 입구 체크밸브를 더 구비할 수 있다. 이것에 의해, 상기 제1 증압 챔버 및 상기 제2 증압 챔버에 있어서, 유체에 대한 증압을 확실히 행할 수 있다.
또, 상기 증압장치는, 상기 제1 증압 챔버 또는 상기 제2 증압 챔버에서 증압된 유체를 외부에 출력하는 유체 출력 기구를 더 갖는다. 이 경우, 상기 유체 출력 기구는, 상기 제1 증압 챔버로의 유체의 역류를 저지하는 제1 출구 체크밸브와, 상기 제2 증압 챔버로의 유체의 역류를 저지하는 제2 출구 체크밸브를 포함하여 구성되어 있을 수 있다. 이것에 의해, 상기 제1 증압 챔버 및 상기 제2 증압 챔버에 있어서, 유체에 대한 증압을 보다 확실하게 행할 수 있다.
또, 상기 위치검출 센서는, 상기 제1 챔버 또는 상기 제2 챔버의 일단측으로의 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 도달을 검출하는 제1 위치검출 센서와, 상기 제1 챔버 또는 상기 제2 챔버의 타단측으로의 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 도달을 검출하는 제2 위치검출 센서일 수 있다. 이것에 의해, 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 위치 검출이 용이해지므로, 상기 증압장치의 내부 구조를 한층 간소화할 수 있어, 상기 증압장치의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
게다가, 상기 위치검출 센서는, 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤에 장착된 자석에 의한 자기를 검출하는 것에 의해, 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 위치를 검출하는 자기 센서일 수 있다. 이것에 의해, 상기 제1 피스톤 또는 상기 제2 피스톤의 위치를 용이하게 또한 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.
또, 상기 증압장치에서는, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버와의 사이에 센터 몸체가 개재되고, 상기 센터 몸체로부터 멀리 떨어진 상기 제1 구동 챔버의 단부에는, 제1 커버 부재가 배치되고, 상기 센터 몸체로부터 멀리 떨어진 상기 제2 구동 챔버의 단부에는, 제2 커버 부재가 배치되어 있다. 이 경우, 상기 제1 피스톤은, 상기 센터 몸체 및 상기 제1 커버 부재와 접촉하는 일 없이, 상기 제1 챔버 내에서 변위하고, 상기 제2 피스톤은, 상기 센터 몸체 및 상기 제2 커버 부재와 접촉하는 일 없이, 상기 제2 챔버 내에서 변위할 수 있다.
이것에 의해, 상기 제1 증압 챔버, 상기 제2 증압 챔버, 상기 제1 구동 챔버 및 상기 제2 구동 챔버에 유체를 공급, 또는, 유체를 배출할 때, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤을 매끄럽게 이동시키는 것이 가능해진다.
첨부한 도면과 협동하는 다음의 바람직한 실시형태 예의 설명으로부터, 상기의 목적, 특징 및 이점이 보다 분명해질 것이다.
도 1은, 본 실시형태에 따른 증압장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 증압장치를 다른 방향으로부터 본 사시도이다.
도 3은, 도 2의 센터 몸체로부터 제어 유닛을 분리시킨 상태를 도시한 분해사시도이다.
도 4는, 도 1의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는, 도 1의 증압장치의 위쪽 부분을 파단하여 도시한 사시도이다.
도 6은, 제1 전자 밸브 및 제2 전자 밸브의 구성도이다.
도 7은, 도 1의 증압장치의 동작 원리를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8은, 도 1의 증압장치의 동작 원리를 나타내는 모식적 단면도이다.
본 발명에 따른 증압장치의 바람직한 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.
[본 실시형태의 구성]
본 실시형태에 따른 증압장치(10)는, 도 1 ~ 도 5에 도시된 바와 같이, 센터 몸체(12)의 일단측(A1 방향측)에 제1 실린더(14)가 연달아 설치됨과 함께, 타단측(A2 방향측)에 제2 실린더(16)가 연달아 설치된 탠덤식(tandem type)의 실린더 구조를 갖는다. 따라서, 증압장치(10)에는, A1 방향으로부터 A2 방향을 향하여, 제1 실린더(14), 센터 몸체(12) 및 제2 실린더(16)의 순서로 연달아 설치되어 있다. 또한, 제1 실린더(14), 센터 몸체(12) 및 제2 실린더(16)의 외주면은, 대략 동일평면으로 형성되어 있다.
센터 몸체(12)의 상면에는 블록 형상의 제어 유닛(18)이 배치되어 있다. 제어 유닛(18)에 있어서, A1 방향의 측면에는 커넥터(20)가 배치되어 있다. 커넥터(20)는, 제어 유닛(18) 내의 제1 전자 밸브(22) 및 제2 전자 밸브(24)에 접속되는 한편, 증압장치(10)에 대한 상위 제어장치인 PLC(Programmable Logic Controller) (26)와 접속 가능하다.
제어 유닛(18)에 있어서, A2 방향의 측면에는, 도시하지 않은 외부의 유체 공급원으로부터 유체(예를 들어, 에어)의 공급을 받는 입구 포트(28)가 설치되며, 이 입구 포트(28)를 사이에 두고 양쪽에는, 제1 배출 포트(30) 및 제2 배출 포트(32)가 설치되어 있다.
도 2 ~ 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실린더(14) 내에는 제1 챔버(34)가 형성되는 한편, 제2 실린더(16) 내에는 제2 챔버(36)가 형성되어 있다. 이 경우, 제1 실린더(14)의 A1 방향의 단부에 제1 커버 부재(38)가 고정되고, A2 방향의 단부에 센터 몸체(12)가 배치되는 것에 의해, 제1 챔버(34)가 형성된다. 한편, 제2 실린더(16)의 A1 방향의 단부에 센터 몸체(12)가 배치되고, A2 방향의 단부에 제2 커버 부재(40)가 고정되는 것에 의해, 제2 챔버(36)가 형성된다.
그리고, 증압장치(10) 내에는, 피스톤 로드(42)가 센터 몸체(12)를 A 방향으로 관통하여, 제1 챔버(34) 및 제2 챔버(36)에까지 연장하고 있다. 제1 챔버(34)에서는, 피스톤 로드(42)의 A1 방향의 일단에 제1 피스톤(44)이 연결되어 있다. 이것에 의해, 제1 챔버(34)는, A2 방향측의 제1 증압 챔버(34a)와 A1 방향측의 제1 구동 챔버(34b)로 구획된다. 한편, 제2 챔버(36)에서는, 피스톤 로드(42)의 A2 방향의 타단에 제2 피스톤(46)이 연결되어 있다. 이것에 의해, 제2 챔버(36)는, A1 방향측의 제2 증압 챔버(36a)와 A2 방향측의 제2 구동 챔버(36b)로 구획된다. 또한, 제1 피스톤(44)은, 센터 몸체(12) 및 제1 커버 부재(38)와 접촉하는 일 없이, 제1 챔버(34) 내를 A 방향으로 변위한다. 또, 제2 피스톤(46)은, 센터 몸체(12) 및 제2 커버 부재(40)와 접촉하는 일 없이, 제2 챔버(36) 내를 A 방향으로 변위한다.
전술한 제어 유닛(18) 및 센터 몸체(12)에는, 입구 포트(28)에 연통하고, 유체 공급원으로부터 입구 포트(28)를 통하여 공급된 유체를, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a) 중, 적어도 하나에 공급하는 유체 공급 기구(48)가 설치되어 있다.
유체 공급 기구(48)는, 입구 포트(28)에 연통하고, 센터 몸체(12)의 상면으로부터 아래쪽으로 연장되는 입구 유로(50a)와, 이 입구 유로(50a)와 제1 증압 챔버(34a)를 연통하는 제1 공급 유로(50b)와, 입구 유로(50a)와 제2 증압 챔버(36a)를 연통하는 제2 공급 유로(50c)를 갖는다.
제1 공급 유로(50b)에는, 입구 포트(28)로부터 제1 증압 챔버(34a)로의 유체의 공급을 허용하는 한편, 제1 증압 챔버(34a)로부터의 유체의 역류를 저지하는 제1 입구 체크밸브(52a)가 설치되어 있다. 또, 제2 공급 유로(50c)에는, 입구 포트(28)로부터 제2 증압 챔버(36a)로의 유체의 공급을 허용하는 한편, 제2 증압 챔버(36a)로부터의 유체의 역류를 저지하는 제2 입구 체크밸브(52b)가 설치되어 있다.
센터 몸체(12)의 전면에는, 증압장치(10)에 의한 후술하는 증압 동작에 의해 증압된 유체를 외부에 출력하는 출력 포트(54)가 형성되어 있다. 또, 센터 몸체(12)에는, 출력 포트(54)에 연통하고, 제1 증압 챔버(34a) 또는 제2 증압 챔버(36a)에서 증압된 유체를, 출력 포트(54)를 통하여 외부에 출력하는 유체 출력 기구(56)가 설치되어 있다.
유체 출력 기구(56)는, 센터 몸체(12)에 있어서의 피스톤 로드(42)의 아래 쪽 부분에 설치되어 있다. 유체 출력 기구(56)는, 출력 포트(54)와 제1 증압 챔버(34a)를 연통하는 제1 출력 유로(58a)와, 출력 포트(54)와 제2 증압 챔버(36a)를 연통하는 제2 출력 유로(58b)를 갖는다.
제1 출력 유로(58a)에는, 제1 증압 챔버(34a)로부터 출력 포트(54)로의 증압 후의 유체의 출력을 허용하는 한편, 제1 증압 챔버(34a)로의 유체의 역류를 저지하는 제1 출구 체크밸브(60a)가 설치되어 있다. 또, 제2 출력 유로(58b)에는, 제2 증압 챔버(36a)로부터 출력 포트(54)로의 증압 후의 유체의 출력을 허용하는 한편, 제2 증압 챔버(36a)로의 유체의 역류를 저지하는 제2 출구 체크밸브(60b)가 설치되어 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유체 공급 기구(48)는, 제1 구동 챔버(34b)에 연통하는 제1 구동용 유로(62a)와, 제2 구동 챔버(36b)에 연통하는 제2 구동용 유로(62b)를 더 갖는다. 제1 구동용 유로(62a)는, 제1 구동 챔버(34b)와 제1 전자 밸브(22)의 접속 포트(64a)에 접속하는 유로이며, 제1 실린더(14) 및 센터 몸체(12) 내의 위쪽 부분을 A 방향으로 연장하여, 일단이 제1 구동 챔버(34b)에 연통함과 함께, 타단이 제어 유닛(18) 내의 제1 전자 밸브(22)의 접속 포트(64a)에 연통하고 있다. 한편, 제2 구동용 유로(62b)는, 제2 구동 챔버(36b)와 제2 전자 밸브(24)의 접속 포트(66a)에 접속하는 유로이며, 제2 실린더(16) 및 센터 몸체(12) 내의 위쪽 부분을 A 방향으로 연장하여, 일단이 제2 구동 챔버(36b)에 연통함과 함께, 타단이 제어 유닛(18) 내의 제2 전자 밸브(24)의 접속 포트(66a)에 연통하고 있다.
제1 전자 밸브(22) 및 제2 전자 밸브(24)는, 모두, 단동형의 2위치 3포트 전자 밸브이다. 즉, 제1 전자 밸브(22)는, 제1 구동용 유로(62a)를 통하여 제1 구동 챔버(34b)에 접속되는 접속 포트(64a)와, 공급 포트(64b)와, 배출 포트(64c)와, 솔레노이드(64d)를 갖는다. 한편, 제2 전자 밸브(24)는, 제2 구동용 유로(62b)를 통하여 제2 구동 챔버(36b)에 접속되는 접속 포트(66a)와, 공급 포트(66b)와, 배출 포트(66c)와, 솔레노이드(66d)를 갖는다.
여기서, PLC(26)로부터 커넥터(20)를 통하여 솔레노이드(64d)에 제어 신호가 공급되는 한편, 솔레노이드(66d)에 대한 제어 신호의 공급이 없는(제어 신호의 공급이 정지한) 경우에는, 제1 전자 밸브(22)의 공급 포트(64b)와 접속 포트(64a)가 접속됨과 함께, 제2 전자 밸브(24)의 배출 포트(66c)와 접속 포트(66a)가 접속된다. 이것에 의해, 입구 포트(28)로부터 제1 구동용 유로(62a)를 통하여 제1 구동 챔버(34b)에 유체가 공급되는 한편, 제2 구동 챔버(36b)의 유체가 제2 구동용 유로(62b) 및 제2 배출 포트(32)를 통하여 외부에 배출된다. 그 결과, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)은, 제1 구동 챔버(34b)에 공급된 유체의 압력으로 제2 구동 챔버(36b) 쪽(A2 방향)으로 변위한다.
한편, PLC(26)로부터 솔레노이드(64d)로의 제어 신호의 공급이 정지하는 한편, 커넥터(20)를 통하여 솔레노이드(66d)에 제어 신호가 공급되는 경우에는, 제1 전자 밸브(22)의 배출 포트(64c)와 접속 포트(64a)가 접속됨과 함께, 제2 전자 밸브(24)의 공급 포트(66b)와 접속 포트(66a)가 접속된다. 이것에 의해, 제1 구동 챔버(34b)의 유체가 제1 구동용 유로(62a) 및 제1 배출 포트(30)를 통하여 외부에 배출되는 한편, 입구 포트(28)로부터 제2 구동용 유로(62b)를 통하여 제2 구동 챔버(36b)에 유체가 공급된다. 그 결과, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)은, 제2 구동 챔버(36b)에 공급된 유체의 압력으로 제1 구동 챔버(34b) 쪽(A1 방향)으로 변위한다.
도 1 ~ 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실린더(14) 및 제2 실린더(16)의 각 측면(출력 포트(54)측의 전면 및 배면)에는, 각각, A 방향으로 연장하는 2개의 홈(68)이 상하로 형성되어 있다. 제1 실린더(14)의 전면에 형성된 2개의 홈(68)에는, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)가 각각 매설되어 있다. 또, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤(44)의 외주면에는, 환형상의 영구자석(72)이 매설되어 있다.
제1 위치검출 센서(70a)는, 제1 피스톤(44)이 제1 챔버(34) 내의 센터 몸체(12) 부근의 위치(제1 챔버(34)의 일단측)로 변위하였을 때에, 영구자석(72)의 자기를 검출하여, 그 검출 신호를 PLC(26)에 출력하는 자기 센서이다. 제2 위치검출 센서(70b)는, 제1 피스톤(44)이 제1 챔버(34) 내의 제1 커버 부재(38) 부근의 위치(제1 챔버(34)의 타단측)로 변위하였을 때에, 영구자석(72)의 자기를 검출하여, 그 검출 신호를 PLC(26)에 출력하는 자기 센서이다. 즉, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)는, 영구자석(72)에 의한 자기를 검출하는 것에 의해, 제1 피스톤(44)의 위치를 검출한다. PLC(26)는, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)로부터의 검출 신호에 근거하여, 솔레노이드(64d) 또는 솔레노이드(66d)를 여자시키기 위한 제어 신호를 커넥터(20)에 출력한다.
[본 실시형태의 동작]
이상과 같이 구성되는 증압장치(10)의 동작에 대해, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 이 동작 설명에서는, 필요에 따라서, 도 1 ~ 도 6을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 7 및 도 8에서는, 설명의 편의상, 증압장치(10)의 단면 형상을 모식화하고 또한 변형하여 도시하고 있는 것에 유의해야 한다.
여기에서는, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)을 A1 방향 및 A2 방향으로 교대로 변위시키는 것에 의해, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a)에 공급된 유체(예를 들어, 에어)를 교대로 증압하여 외부에 출력하는 경우에 대해 설명한다.
먼저, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)을 A1 방향으로 변위시키는 것에 의해, 제2 증압 챔버(36a)에 공급된 유체를 증압하는 경우에 대해, 도 7을 참조하면서 설명한다.
이 경우, 예를 들어, 제1 피스톤(44)은, 제1 챔버(34) 내에서 센터 몸체(12)로부터 근소한 간극을 두고 위치하며, 제2 피스톤(46)은, 제2 챔버(36) 내에서 제2 커버 부재(40)로부터 근소한 간극을 두고 위치하고 있다.
외부의 유체 공급원으로부터 공급된 유체는, 입구 포트(28)로부터 유체 공급 기구(48)에 공급된다. 유체 공급 기구(48)는, 제1 공급 유로(50b)를 통하여 제1 증압 챔버(34a)에 유체를 공급한다. 또한, 제2 증압 챔버(36a)에는, 전회의 동작에 의해 이미 유체가 충전되어 있다는 것에 유의해야 한다.
여기서, 제1 위치검출 센서(70a)는, 제1 피스톤(44)에 장착된 영구자석(72)에 의한 자기를 검출하고, 그 검출 신호를 PLC(26)에 출력한다. PLC(26)는, 제1 위치검출 센서(70a)로부터의 검출 신호에 근거하여, 커넥터(20)에 제2 전자 밸브(24)의 솔레노이드(66d)를 여자시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 이것에 의해, 제어 유닛(18)에는, 커넥터(20)를 통하여 제어 신호가 입력된다.
제2 전자 밸브(24)의 솔레노이드(66d)는, 제어 신호의 공급에 의해 여자되고(제1 위치), 제2 구동 챔버(36b)는, 제2 구동용 유로(62b), 접속 포트(66a) 및 공급 포트(66b)를 통하여, 입구 포트(28)와 연통한다. 이것에 의해, 유체 공급원으로부터의 유체는, 제2 구동용 유로(62b) 등을 통하여, 제2 구동 챔버(36b)에 공급된다. 제2 구동 챔버(36b)에 공급되는 유체에 의해, 제2 피스톤(46)에는, 제1 구동 챔버(34b) 쪽(A1 방향)으로의 가압력이 작용한다.
한편, 제1 전자 밸브(22)의 솔레노이드(64d)에 대한 제어 신호의 공급이 없기 때문에, 솔레노이드(64d)는, 소자 상태(demagnetized state)(제2 위치)에 있다. 이것에 의해, 제1 구동 챔버(34b)는, 제1 구동용 유로(62a), 접속 포트(64a) 및 배출 포트(64c)를 통하여 제1 배출 포트(30)에 접속되고, 이 제1 구동 챔버(34b) 내의 유체가 외부에 배출된다. 그 결과, 제1 증압 챔버(34a)에 공급되는 유체에 의해, 제1 피스톤(44)에는, 제1 구동 챔버(34b) 쪽(A1 방향)으로의 가압력이 작용한다.
이와 같이, 도 7의 예에서는, 제1 증압 챔버(34a)에 유체가 공급되고, 제2 구동 챔버(36b)에 유체가 공급되고, 제1 구동 챔버(34b) 내의 유체가 배출된다. 이것에 의해, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)은, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 구동 챔버(36b)에 공급되는 유체에 의해, A1 방향으로의 가압력을 각각 받는다. 그 결과, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 일체로 A1 방향으로 변위한다.
이것에 의해, 제2 증압 챔버(36a) 내의 유체는, 제2 피스톤(46)의 A1 방향의 변위에 의해 압축되어, 그 압력값이 증가한다(증압된다). 제2 증압 챔버(36a)에서는, 공급된 유체를 최대로 2배의 압력값까지 증압시키는 것이 가능하다. 증압 후의 유체는, 유체 출력 기구(56)의 제2 출력 유로(58b) 및 출력 포트(54)를 통하여 외부에 출력된다.
제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 A1 방향으로의 이동에 의해, 영구자석(72)이 제1 위치검출 센서(70a)의 검출 가능 범위로부터 벗어난 경우, 제1 위치검출 센서(70a)는, PLC(26)에 대한 검출 신호의 출력을 정지한다. 그 후, 제1 피스톤(44)이 제1 커버 부재(38) 부근의 위치(제1 커버 부재(38)로부터 근소한 간극을 둔 위치)에 도달하는 것에 의해, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 A1 방향으로의 이동이 정지한다.
다음에, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)을 A2 방향으로 변위시키는 것에 의해, 제1 증압 챔버(34a)에 공급된 유체를 증압하는 경우에 대해, 도 8을 참조하면서 설명한다.
먼저, 유체 공급 기구(48)는, 제2 공급 유로(50c)를 통하여 제2 증압 챔버(36a)에 유체를 공급한다. 또한, 도 7에 도시된 전회의 동작으로, 제1 증압 챔버(34a)에는, 이미 유체가 충전되어 있다. 또, 제2 위치검출 센서(70b)는, 영구자석(72)에 의한 자기를 검출하고, 그 검출 신호를 PLC(26)에 출력한다. PLC(26)는, 제2 위치검출 센서(70b)로부터의 검출 신호에 근거하여, 커넥터(20)에 대해서, 제2 전자 밸브(24)의 솔레노이드(66d)에 대한 제어 신호의 출력을 정지하는 한편, 제1 전자 밸브(22)의 솔레노이드(64d)에 대한 제어 신호의 출력을 개시한다. 이것에 의해, 제어 유닛(18)에는, 커넥터(20)를 통하여 솔레노이드(64d)를 여자시키기 위한 제어 신호가 입력된다.
이것에 의해, 제1 전자 밸브(22)의 솔레노이드(64d)가 제어 신호의 공급에 의해 여자되고(제1 위치), 제1 구동 챔버(34b)는, 제1 구동용 유로(62a), 접속 포트(64a) 및 공급 포트(64b)를 통하여, 입구 포트(28)와 연통한다. 이것에 의해, 유체 공급원으로부터의 유체는, 제1 구동용 유로(62a) 등을 통하여, 제1 구동 챔버(34b)에 공급된다. 제1 구동 챔버(34b)에 공급되는 유체에 의해, 제1 피스톤(44)에는, 제2 구동 챔버(36b) 쪽(A2 방향)으로의 가압력이 작용한다.
한편, 제2 전자 밸브(24)의 솔레노이드(66d)에 대한 제어 신호의 공급이 정지하기 때문에, 솔레노이드(66d)는, 소자 상태(제2 위치)가 된다. 이것에 의해, 제2 구동 챔버(36b)는, 제2 구동용 유로(62b), 접속 포트(66a) 및 배출 포트(66c)를 통하여 제2 배출 포트(32)에 접속되고, 이 제2 구동 챔버(36b) 내의 유체가 외부에 배출된다. 그 결과, 제2 증압 챔버(36a)에 공급되는 유체에 의해, 제2 피스톤(46)에는, 제2 구동 챔버(36b) 쪽(A2 방향)으로의 가압력이 작용한다.
따라서, 도 8의 예에서는, 제2 증압 챔버(36a)에 유체가 공급되고, 제1 구동 챔버(34b)에 유체가 공급되고, 제2 구동 챔버(36b) 내의 유체가 배출된다. 이것에 의해, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)은, 제1 구동 챔버(34b) 및 제2 증압 챔버(36a)에 공급되는 유체에 의해, A2 방향으로의 가압력을 각각 받는다. 그 결과, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 일체로 A2 방향으로 변위한다.
이것에 의해, 제1 증압 챔버(34a) 내의 유체는, 제1 피스톤(44)의 A2 방향의 변위에 의해 압축되어, 그 압력값이 증가한다(증압된다). 제1 증압 챔버(34a)에 있어서도, 공급된 유체를 최대로 2배의 압력값까지 증압시킬 수 있고, 증압 후의 유체는, 유체 출력 기구(56)의 제1 출력 유로(58a) 및 출력 포트(54)를 통하여 외부에 출력된다.
제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 A2 방향으로의 이동에 의해, 영구자석(72)이 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 가능 범위로부터 벗어난 경우, 제2 위치검출 센서(70b)는, PLC(26)에 대한 검출 신호의 출력을 정지한다. 그 후, 제2 피스톤(46)이 제2 커버 부재(40) 부근의 위치(제2 커버 부재(40)로부터 근소한 간극을 둔 위치)에 도달하는 것에 의해, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 A2 방향으로의 이동이 정지한다.
그리고, 본 실시형태에 따른 증압장치(10)에서는, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)을 A1 방향 및 A2 방향으로 왕복 이동시키는 것에 의해, 도 7 및 도 8의 증압동작을 교대로 행한다. 이것에 의해, 증압장치(10)에서는, 외부의 유체 공급원으로부터 공급되는 유체의 압력값을, 최대 2배의 압력값까지 증압시켜, 증압 후의 유체를 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a)로부터 교대로 출력 포트(54)를 통하여 외부에 출력할 수 있다.
또한, 증압장치(10)로부터 출력된 증압 후의 유체는, 도시하지 않은 외부의 탱크에 저장된다. 그 결과, 탱크는, 임의의 유체압 기기에 증압 후의 유체를 공급할 수 있다.
[본 실시형태의 효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 증압장치(10)에 의하면, 종래의 기계적인 기구에 의한 피스톤의 구동 기구를 대신하여, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거한 전기적인 방향 제어에 의해 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)을 A1 방향 및 A2 방향으로 구동시킨다. 이것에 의해, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 구동 기구가 간소화되어, 증압장치(10)의 내부 구조를 단순하고 또한 간소한 것으로 할 수 있다.
또, 증압장치(10)로는, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a) 중 적어도 하나로의 유체의 공급과, 제1 구동 챔버(34b) 및 제2 구동 챔버(36b)에 대한 유체의 공급 또는 배출과의 제어만을 행한다. 따라서, 증압장치(10)에는, 레귤레이터가 불필요하고, 증압 후의 유체의 압력값(설정값)은 고정이다. 그 결과, 레귤레이터를 구비하는 종래의 증압장치와 비교해서, 증압장치(10)의 외관 치수가 작아져, 이 증압장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 종래에는, 노크 핀을 증압장치에 내장시켜, 피스톤이 이 노크 핀에 맞닿는 것에 기인하여, 유체의 공급 및 배출 동작의 전환을 행하고 있었다. 그렇지만, 피스톤이 이동하여 노크 핀에 맞닿을 때마다 발생하는 소리(타격음)가 소음이 되어, 이 피스톤의 동작시에 증압장치에서 발생하는 소리(작동음)가 크다고 하는 문제가 있었다.
그에 비해서, 본 실시형태에 따른 증압장치(10)에서는, 상기와 같이, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거하여, 유체의 공급 및 배출 동작을 전환하여 행하기 때문에, 노크 핀이 불필요해진다. 그 결과, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)의 이동시에 발생하는 소음이 억제되어 증압장치(10)의 작동음을 저하시킬 수 있다.
또, 제1 전자 밸브(22) 및 제2 전자 밸브(24)를 이용하는 것에 의해, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 이동방향의 전환이 전기적으로 행해지므로, 증압장치(10)의 내부 구조를 한층 간소한 것으로 할 수 있다.
또한, 종래의 증압장치는, 전술과 같이, 기계적 기구에 의해 피스톤을 왕복 이동시키고 있기 때문에, 왕복 동작을 몇 회 행하였는지를 외부로부터 파악하는 것이 곤란했다. 그에 비해서, 본 실시형태에 따른 증압장치(10)에서는, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)에 의해 제1 피스톤(44)의 위치를 용이하게 검출할 수 있으므로, 제1 피스톤(44), 피스톤 로드(42) 및 제2 피스톤(46)의 왕복 동작의 회수를 PLC(26)로 파악할 수 있다. 또, 증압장치(10)는, 예를 들어, 공장의 생산 라인에 있어서의 각종 유체압 기기에 대한 압력유체의 공급에 적절하게 이용될 수 있다. 즉, 공장에는, 전원 라인이 각처에 설치되어 있어, 제1 위치검출 센서(70a), 제2 위치검출 센서(70b), 제1 전자 밸브(22) 및 제2 전자 밸브(24)의 전원을 용이하게 확보할 수 있기 때문이다.
또, 유체 공급 기구(48)가 제1 입구 체크밸브(52a) 및 제2 입구 체크밸브(52b)를 구비함과 함께, 유체 출력 기구(56)가 제1 출구 체크밸브(60a) 및 제2 출구 체크밸브(60b)를 구비하는 것에 의해, 제1 증압 챔버(34a) 및 제2 증압 챔버(36a)에 있어서, 유체에 대한 증압을 확실하게 행할 수 있다.
또, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)를 이용하는 것에 의해, 제1 피스톤(44)의 위치 검출이 용이해지므로, 증압장치(10)의 내부 구조를 한층 간소화할 수 있어 증압장치(10)의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
게다가, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)는, 제1 피스톤(44)에 장착된 영구자석(72)에 의한 자기를 검출하여, 제1 피스톤(44)의 위치를 검출하는 자기 센서이기 때문에, 제1 피스톤(44)의 위치를 용이하게 또한 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)가 제1 피스톤(44)의 위치를 검출하는 경우에 대해 설명하였지만, 제2 실린더(16)의 홈(68)에 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)를 매설하고, 제2 피스톤(46)에 영구자석(72)을 장착하여, 제1 위치검출 센서(70a) 및 제2 위치검출 센서(70b)에 의해 제2 피스톤(46)의 위치를 검출하는 경우에도, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
또, 증압장치(10)에서는, 제1 챔버(34)와 제2 챔버(36)와의 사이에 센터 몸체(12)가 개재되고, 센터 몸체(12)로부터 멀리 떨어진 제1 챔버(34)의 A1 방향의 단부에는, 제1 커버 부재(38)가 배치되고, 센터 몸체(12)로부터 멀리 떨어진 제2 챔버(36)의 A2 방향의 단부에는, 제2 커버 부재(40)가 배치되어 있다. 이 경우, 제1 피스톤(44)은, 센터 몸체(12) 및 제1 커버 부재(38)와 접촉하는 일 없이, 제1 챔버(34) 내에서 변위하고, 제2 피스톤(46)은, 센터 몸체(12) 및 제2 커버 부재(40)와 접촉하는 일 없이, 제2 챔버(36) 내에서 변위한다. 이것에 의해, 제1 증압 챔버(34a), 제2 증압 챔버(36a), 제1 구동 챔버(34b) 및 제2 구동 챔버(36b)에 유체를 공급, 또는, 유체를 배출할 때, 제1 피스톤(44) 및 제2 피스톤(46)을 매끄럽게 이동시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정하지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 여러 가지의 구성을 채택할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (7)

  1. 센터 몸체(12)와,
    상기 센터 몸체(12)의 일단측에 연달아 설치되고, 상기 센터 몸체(12)와는 별개인 제1 실린더(14)와.
    상기 센터 몸체(12)의 타단측에 연달아 설치되고, 상기 센터 몸체(12)와는 별개인 제2 실린더(16)와,
    상기 제1 실린더(14)에 형성되는 제1 챔버(34)와,
    상기 제2 실린더(16)에 형성되고, 상기 센터 몸체(12)를 통하여 상기 제1 챔버(34)에 인접하는 제2 챔버(36)와,
    상기 센터 몸체(12)를 관통하여 상기 제1 챔버(34) 및 상기 제2 챔버(36)에서 연장하는 피스톤 로드(42)와,
    상기 제1 챔버(34) 내의 상기 피스톤 로드(42)의 일단에 연결되는 것에 의해, 상기 제1 챔버(34)를 상기 제2 챔버(36) 측의 제1 증압 챔버(34a)와 상기 제2 챔버(36)로부터 멀리 떨어진 제1 구동 챔버(34b)로 구획하는 제1 피스톤(44)과,
    상기 제2 챔버(36) 내의 상기 피스톤 로드(42)의 타단에 연결되는 것에 의해, 상기 제2 챔버(36)를 상기 제1 챔버(34) 측의 제2 증압 챔버(36a)와 상기 제1 챔버(34)로부터 멀리 떨어진 제2 구동 챔버(36b)로 구획하는 제2 피스톤(46)과,
    상기 센터 몸체(12)로부터 멀리 떨어진 상기 제1 구동 챔버(34b)의 단부에 배치되는 제1 커버 부재(38)와,
    상기 센터 몸체(12)로부터 멀리 떨어진 상기 제2 구동 챔버(36b)의 단부에 배치되는 제2 커버 부재(40)와,
    상기 제1 피스톤(44)이 상기 센터 몸체(12) 및 상기 제1 커버 부재(38)와 접촉하지 않고 상기 제1 챔버(34) 내에서 변위함과 함께, 상기 제2 피스톤(46)이 상기 센터 몸체(12) 및 상기 제2 커버 부재(40)와 접촉하지 않고 상기 제2 챔버(36) 내에서 변위하도록, 상기 제1 챔버(34) 또는 상기 제2 챔버(36)의 일단 측으로의 상기 제1 피스톤(44) 또는 상기 제2 피스톤(46)의 도달을 검출하는 제1 위치검출 센서(70a)와,
    상기 제1 피스톤(44)이 상기 센터 몸체(12) 및 상기 제1 커버 부재(38)와 접촉하지 않고 상기 제1 챔버(34) 내에서 변위함과 함께, 상기 제2 피스톤(46)이 상기 센터 몸체(12) 및 상기 제2 커버 부재(40)와 접촉하지 않고 상기 제2 챔버(36) 내에서 변위하도록, 상기 제1 챔버(34) 또는 상기 제2 챔버(36)의 타단 측으로의 상기 제1 피스톤(44) 또는 상기 제2 피스톤(46)의 도달을 검출하는 제2 위치검출 센서(70b)와,
    상기 센터 몸체(12)의 외부에 노출되는 일측면에 배치되는 제어 유닛(18)과,
    상기 센터 몸체(12) 및 상기 제어 유닛(18)측에 설치되고, 상기 제1 증압 챔버(34a) 및 상기 제2 증압 챔버(36a) 중 적어도 하나에 유체를 공급함과 함께, 상기 제1 위치검출 센서(70a) 및 상기 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거하여, 상기 제1 구동 챔버(34b)로의 유체의 공급 및 상기 제2 구동 챔버(36b)로부터의 유체의 배출 동작과, 상기 제1 구동 챔버(34b)로부터의 유체의 배출 및 상기 제2 구동 챔버(36b)로의 유체의 공급 동작과를 전환하여 실행하는 유체 공급 기구(48)
    를 가지며,
    상기 유체 공급 기구(48)는,
    상기 센터 몸체(12) 내에 형성되고, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제1 증압 챔버(34a)에 공급하는 제1 공급 유로(50b)와,
    상기 센터 몸체(12) 내에 형성되고, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제2 증압 챔버(36a)에 공급하는 제2 공급 유로(50c)와,
    상기 제어 유닛(18)에 설치되고, 상기 제1 위치검출 센서(70a) 및 상기 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거하여, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제1 구동 챔버(34b)에 공급하거나, 또는, 상기 제1 구동 챔버(34b) 내의 유체를 외부에 배출하는 제1 전자 밸브(22)와,
    상기 제어 유닛(18)에 설치되고, 상기 제1 위치검출 센서(70a) 및 상기 제2 위치검출 센서(70b)의 검출 결과에 근거하여, 외부로부터 공급되는 유체를 상기 제2 구동 챔버(36b)에 공급하거나, 또는, 상기 제2 구동 챔버(36b) 내의 유체를 외부에 배출하는 제2 전자 밸브(24)
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 증압장치(10).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체 공급 기구(48)는,
    상기 제1 공급 유로(50b)에 설치되어, 상기 제1 증압 챔버(34a)로부터의 유체의 역류를 저지하는 제1 입구 체크밸브(52a)와,
    상기 제2 공급 유로(50c)에 설치되어, 상기 제2 증압 챔버(36a)로부터의 유체의 역류를 저지하는 제2 입구 체크밸브(52b)
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 증압장치(10).
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터 몸체(12) 내에 설치되고, 상기 제1 증압 챔버(34a) 또는 상기 제2 증압 챔버(36a)에서 증압된 유체를 외부에 출력하는 유체 출력 기구(56)를 더 가지며,
    상기 유체 출력 기구(56)는, 상기 제1 증압 챔버(34a)로의 유체의 역류를 저지하는 제1 출구 체크밸브(60a)와, 상기 제2 증압 챔버(36a)로의 유체의 역류를 저지하는 제2 출구 체크밸브(60b)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증압장치(10).
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 위치검출 센서(70a) 및 상기 제2 위치검출 센서(70b)는, 상기 제1 피스톤(44) 또는 상기 제2 피스톤(46)에 장착된 자석(72)에 의한 자기를 검출하는 것에 의해, 상기 제1 피스톤(44) 또는 상기 제2 피스톤(46)의 위치를 검출하는 자기 센서인 것을 특징으로 하는 증압장치(10).
  7. 삭제
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