KR20210120905A - 증압출력 안정화 장치 - Google Patents

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KR20210120905A
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유지 다카쿠와
가즈후미 와키
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

제1 피스톤(12b)에 의해 구획되는 제1 실(24a)과 제2 실(24b)을 내부에 가지는 제1 실린더(12)와, 제2 피스톤(14b)에 의해 구획되는 제3 실(26a)과 제4 실(26b)을 내부에 가지는 제2 실린더(14)와, 제1 피스톤과 제2 피스톤을 서로 연결하는 피스톤 로드(16)를 구비하며, 증압장치(70)의 1차압이 제1 실에 공급됨과 함께, 증압장치의 2차압이 제4 실에 공급되고, 제4 실로부터 압력유체가 외부로 취출된다.

Description

증압출력 안정화 장치 {PRESSURE-BOOSTER OUTPUT STABILIZER}
본 발명은, 유체의 증압장치와 조합되는 조합되는 증압출력 안정화 장치에 관한 것이다.
종래부터, 컴프레서로부터 공급되는 1차압으로서의 에어를 증압하여, 이것을 소정의 2차압으로서 출력하는 증압장치가 알려져 있다.
이러한 증압장치로서 예를 들어 일본 공개특허 특개2018-084270호 공보에는, 증압용 실린더의 양측에 구동용 실린더를 배치한 것이 기재되어 있다. 동 문헌에도 기재되어 있는 바와 같이, 증압장치로부터 출력된 증압 후의 유체는, 통상, 외부의 탱크에 저장되고, 해당 탱크로부터 유체압기기에 공급하는 형태로 사용된다.
그렇지만, 유체압기기에서 사용되는 유체의 양이 증압장치의 토출 유량을 크게 상회하는 경우, 탱크 내에 저장된 압력유체가 급속히 소비되어 탱크 내의 압력이 단시간에 크게 하강해 버린다. 이 때문에, 유체압기기에 대해서 충분한 압력으로 유체를 공급할 수가 없게 될 우려가 있다. 또, 증압장치의 동작 속도가 빨라지게 되어, 압력유체의 소비량이 증대하는 것 외에 증압장치의 수명이 저하할 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 배경으로 이루어진 것으로서, 증압장치의 2차압을 안정된 상태로 출력하는 것이 가능한 증압출력 안정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치는, 1차압에 대해서 소정의 2차압을 출력하는 유체의 증압장치에 접속되는 것이며, 제1 피스톤에 의해 구획되는 제1 실과 제2 실을 내부에 가지는 제1 실린더와, 제2 피스톤에 의해 구획되는 제3 실과 제4 실을 내부에 가지는 제2 실린더와, 제1 피스톤과 제2 피스톤을 서로 연결하는 피스톤 로드를 구비한다. 그리고, 1차압이 제1 실에 공급됨과 함께, 2차압이 제4 실에 공급되고, 제4 실로부터 압력유체가 외부로 취출된다.
상기 증압출력 안정화 장치에 의하면, 제2 실린더의 제4 실로부터 외부로 취출되는 압력유체는, 증압장치로 설정된 2차압에 가까운 압력으로 유지되어, 안정된 압력으로 출력될 수 있다. 또, 증압장치의 동작 속도를 완만하게 할 수 있으므로, 압력유체의 소비량을 삭감할 수 있는 것 외에도, 증압장치의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치는, 증압장치의 1차압이 작용하는 제1 피스톤과 증압장치의 2차압이 작용하는 제2 피스톤을 연결한 구성을 가지며, 2차압이 공급되는 실로부터 압력유체가 외부로 취출되므로, 증압장치의 2차압을 안정된 상태로 출력할 수 있다. 또, 증압장치의 동작 속도가 완만해지기 때문에, 압력유체의 소비량이 저감되는 것 외에도, 증압장치의 내구성이 향상된다.
상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조해 설명되는 이하의 실시형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치와 조합되는 증압장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 증압출력 안정화 장치의 측면도이다.
도 4는 도 2의 증압출력 안정화 장치의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 증압출력 안정화 장치가 소정의 동작 위치에 있을 때의 도 4에 대응하는 도면이다.
도 6은 도 2의 증압출력 안정화 장치가 다른 동작 위치에 있을 때의 도 4에 대응하는 도면이다.
도 7은 도 2의 증압출력 안정화 장치로부터 출력되는 유체의 유량과 압력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치 및 증압장치의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치의 IX-IX선을 따른 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치와 조합되는 유체의 증압장치의 예에 대해 우선 설명하고, 다음에, 본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치에 대해, 복수의 바람직한 실시형태를 들어, 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 사용되는 유체는, 압축공기 등의 압력유체이다.
(증압장치의 예)
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치와 조합되는 유체의 증압장치(70)는, 센터 몸체(72)와, 센터 몸체(72)를 사이에 두고 그 양측으로 연달아 설치되는 한 쌍의 실린더(74a, 74b)와, 이들 실린더(74a, 74b) 내를 슬라이딩하는 피스톤(76a, 76b)과, 이들 피스톤(76a, 76b)을 연결하는 로드(78)를 구비한다. 센터 몸체(72)에는, 입구 포트(80)와 출구 포트(82)와 배출 포트(84)가 설치되고, 입구 포트(80)는 도시하지 않은 유체 공급원(컴프레서)에 접속되어 있다.
실린더(74a, 74b)는, 피스톤(76a, 76b)에 의해 내측의 증압실(86a, 86b)과 외측의 구동실(88a, 88b)로 구획된다. 증압실(86a, 86b)은, 센터 몸체(72)에 설치된 입구 체크 밸브(90a, 90b)를 통하여 입구 포트(80)에 연통함과 함께, 출구 체크 밸브(92a, 92b)를 통하여 출구 포트(82)에 연통하고 있다. 구동실(88a, 88b)은, 센터 몸체(72)에 설치된 전환 밸브(94)에 접속되고, 전환 밸브(94)를 전환시키기 위한 푸시 로드(96a, 96b)가 증압실(86a, 86b) 내로 돌출되어 있다. 또, 증압장치(70)는, 출구 포트(82)에 있어서의 유체의 2차압을 조절하기 위한 가버너(98, governor)를 구비한다.
이 증압장치(70)는, 전환 밸브(94)를 통하여 일측의 구동실(88a)에 공급되는 압력유체에 의해 피스톤(76a)이 도 1의 좌측방향으로 이동하면, 일측의 증압실(86a)의 압력유체가 증압되고, 출구 체크 밸브(92a)를 통과하여 출구 포트(82)로부터 출력된다. 이 때, 타측의 구동실(88b) 내의 압력유체가 전환 밸브(94)를 통하여 배출 포트(84)로부터 배출된다. 그리고, 그 스트로크 종단 근처에 있어서 피스톤(76a)이 푸시 로드(96a)를 가압하면, 전환 밸브(94)가 전환되어 타측의 구동실(88b)에 압력유체가 공급된다.
이것에 의해, 피스톤(76b)이 도 1의 우측방향으로 이동하고, 타측의 증압실(86b)의 압력유체가 증압되어, 출구 체크 밸브(92b)를 통과하여 출구 포트(82)로부터 출력된다. 이 때, 일측의 구동실(88a) 내의 압력유체가 전환 밸브(94)를 통하여 배출 포트(84)로부터 배출된다. 그리고, 그 스트로크 종단 근처에 있어서 피스톤(76b)이 푸시 로드(96b)를 가압하면, 전환 밸브(94)가 도시된 상태로 전환된다. 출구 포트(82)에 있어서의 유체의 압력이 설정된 2차압에 도달할 때까지, 증압장치(70)는 상기 일련의 동작을 반복한다.
(제1 실시형태)
다음에, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(10)에 있어서, 도 2 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 증압출력 안정화 장치(10)는, 직렬로 접속되는 제1 실린더(12)와 제2 실린더(14)로 구성된다. 제1 실린더(12)는, 직방체 형상의 제1 실린더 튜브(12a)와, 제1 실린더 튜브(12a)에 형성된 원형의 실린더 구멍 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 원형의 제1 피스톤(12b)을 갖는다. 제2 실린더(14)는, 직방체 형상의 제2 실린더 튜브(14a)와, 제2 실린더 튜브(14a)에 형성된 원형의 실린더 구멍 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 원형의 제2 피스톤(14b)을 갖는다.
제1 피스톤(12b)은 피스톤 로드(16)의 일단측에 제1 너트(17a)에 의해 연결 고정되고, 제2 피스톤(14b)은 피스톤 로드(16)의 타단측에 제2 너트(17b)에 의해 연결 고정되어 있다. 따라서, 제1 피스톤(12b) 및 제2 피스톤(14b)은 피스톤 로드(16)와 함께 축방향으로 일체가 되어 이동한다. 제1 피스톤(12b)의 외경은 제2 피스톤(14b)의 외경보다 크다.
제1 실린더 튜브(12a)와 제2 실린더 튜브(14a)와의 사이에는, 직사각형 판 형상의 중간 커버(18)가 설치되어 있다. 중간 커버(18)로부터 이격된 쪽의 제1 실린더 튜브(12a)의 단부에는 직사각형 판 형상의 제1 단부 커버(20)가 설치되고, 중간 커버(18)로부터 이격된 쪽의 제2 실린더 튜브(14a)의 단부에는 직사각형 판 형상의 제2 단부 커버(22)가 설치되어 있다. 제1 피스톤(12b)과 제2 피스톤(14b)과 피스톤 로드(16)로 이루어지는 조립체(이하 「피스톤 조립체」라고 한다)는, 제1 피스톤(12b)이 제1 단부 커버(20)에 맞닿는 위치(도 5 참조)와, 제1 피스톤(12b)이 중간 커버(18)에 맞닿는 위치(도 6 참조)와의 사이에서 이동 가능하게 되어 있다.
제1 실린더 튜브(12a)는, 제1 단부 커버(20) 측으로부터 삽입되어 중간 커버(18)에 나사 삽입되는 4개의 볼트(23a)에 의해, 제1 단부 커버(20)와 중간 커버(18)와의 사이에 끼워진다. 제2 실린더 튜브(14a)는, 제2 단부 커버(22) 측으로부터 삽입되어 중간 커버(18)에 나사 삽입되는 4개의 볼트(23b)에 의해, 제2 단부 커버(22)와 중간 커버(18)와의 사이에 끼워진다(도 3 참조).
제1 실린더 튜브(12a)의 실린더 구멍 내부는, 제1 피스톤(12b)에 의해, 제1 단부 커버(20) 측의 제1 실(24a)과 중간 커버(18) 측의 제2 실(24b)로 구획된다. 제2 실린더 튜브(14a)의 실린더 구멍 내부는, 제2 피스톤(14b)에 의해, 중간 커버(18) 측의 제3 실(26a)과 제2 단부 커버(22) 측의 제4 실(26b)로 구획된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 단부 커버(20)의 하나의 측면에는, 상기한 유체 공급원에 접속되는 1차압 공급 포트(28)가 설치되어 있다. 유체 공급원으로부터의 압력유체는, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 공급되는 동시에, 이 1차압 공급 포트(28)에도 공급된다. 따라서, 1차압 공급 포트(28)를 통하여 제1 실린더(12)의 제1 실(24a)에 공급되는 유체의 압력은, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 공급되는 유체의 압력(증압장치(70)의 1차압)과 동일하다.
중간 커버(18)의 하나의 측면에는 대기에 개방되는 제1 호흡 포트(30)가 설치되고, 이것과 대향하는 중간 커버(18)의 다른 측면에는 대기에 개방되는 제2 호흡 포트(32)가 설치되어 있다. 제1 실린더(12)의 제2 실(24b)은 제1 호흡 포트(30)를 통하여 대기에 개방되고, 제2 실린더(14)의 제3 실(26a)은 제2 호흡 포트(32)를 통하여 대기에 개방되어 있다.
제2 단부 커버(22)의 하나의 측면에는, 도시하지 않은 배관에 의해 증압장치(70)의 출구 포트(82)에 접속되는 2차압 공급 포트(34)가 설치되어 있다. 증압장치(70)로부터 출력되는 압력유체는 2차압 공급 포트(34)를 통하여 제2 실린더(14)의 제4 실(26b)에 공급된다. 2차압 공급 포트(34)에 있어서의 유체의 압력은 증압장치(70)의 출구 포트(82)에 있어서의 유체의 압력(증압장치(70)의 2차압)과 동일하다. 또, 2차압 공급 포트(34)가 설치되는 측면과 대향하는 제2 단부 커버(22)의 측면에는 출력 포트(36)가 설치되어 있고, 제2 실린더(14)의 제4 실(26b)의 압력유체는 출력 포트(36)로부터 외부로 취출되어, 도시하지 않은 유체압기기에 공급 가능하게 되어 있다.
제1 단부 커버(20)에는, 1차압 공급 포트(28)를 제1 실린더(12)의 제1 실(24a)에 연통시킴과 함께 제1 너트(17a)를 수용할 수 있는 공간(20a)이 설치되어 있다. 제2 단부 커버(22)에는, 2차압 공급 포트(34) 및 출력 포트(36)를 제2 실린더(14)의 제4 실(26b)에 연통하게 하는 공간(22b)이 설치되어 있다.
여기서, 제1 실(24a)의 압력, 즉 증압장치(70)의 1차압을 P1이라고 하고, 피스톤 조립체에 작용하는 힘이 맞먹는 경우의 제4 실(26b)의 압력을 P2'라고 하고, 증압장치(70)에 의해 설정된 2차압을 P2라고 한다. P2'는, P1, 제1 피스톤(12b)의 단면적, 제2 피스톤(14b)의 단면적에 근거하여 구할 수 있다.
제4 실(26b)로부터 취출되는 유체의 압력을 증압장치에 의해 설정된 2차압(P2)에 가까운 값으로 유지하기 위해, P2'가 가능한 한 P2에 가까운 값으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또, 제4 실(26b)의 용적이 최소가 될 때까지 피스톤 조립체가 이동한 후, 제4 실(26b)의 용적을 회복시킬 수 있도록 하기 위해, P2'는 P2 이하로 되어 있을 것이 필요하다.
본 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(10)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 이하, 그 작용에 대해 설명한다. 제1 실(24a)로부터 제4 실(26b)까지의 압력이 모두 대기압과 동일하고, 피스톤 조립체가 도 4에 나타내는 위치에서 정지하고 있을 때를 초기 상태로 한다. 이 초기 상태에 있어서, 증압장치(70)는 작동하고 있지 않다. 또, 출력 포트(36)와 유체압기기를 접속하는 도시하지 않은 유로는, 도시하지 않은 전자 밸브에 의해 닫혀 있는 것으로 한다.
상기 초기 상태로부터, 도시하지 않은 전환 밸브를 전환시키는 것에 의해, 유체 공급원으로부터의 압력유체를 증압장치(70) 및 증압출력 안정화 장치(10)를 향해 공급한다. 이것에 의해, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 1차압(P1)을 가지는 압력유체가 공급되는 동시에, 증압출력 안정화 장치(10)의 1차압 공급 포트(28)에도 1차압(P1)을 가지는 압력유체가 공급되고, 해당 압력유체는, 1차압 공급 포트(28)로부터 제1 실린더(12)의 제1 실(24a)에 공급된다.
또, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 1차압이 공급되면, 증압장치(70)가 작동을 개시하고, 증압된 압력유체가 증압장치(70)의 출구 포트(82)로부터 증압출력 안정화 장치(10)의 2차압 공급 포트(34)를 향해 공급된다. 증압장치(70)가 일정시간 이상 작동하면, 2차압 공급 포트(34)를 통하여 압력유체가 공급된 제2 실린더(14)의 제4 실(26b)의 압력이 증압장치(70)로 설정된 2차압(P2)에 도달하고, 전술한 피스톤 조립체가 균형을 유지하기 위한 압력(P2')을 상회한다. 이것에 의해, 피스톤 조립체는 제1 피스톤(12b)이 제1 단부 커버(20)에 맞닿을 때까지 이동하고, 제2 실린더(14)의 제4 실(26b)에는 증압장치(70)로 설정된 2차압(P2)을 가지는 압력유체가 저장된다(도 5 참조).
제2 실린더(14)의 제4 실(26b)에 2차압(P2)을 가지는 압력유체가 저장된 상태로부터, 출력 포트(36)와 유체압기기를 접속하는 유로가 열리면, 제4 실(26b)에 저장된 압력유체가 출력 포트(36)로부터 유체압기기를 향해 공급된다. 제4 실(26b)에 저장된 압력유체가 출력 포트(36)로부터 취출되면, 피스톤 조립체에 가해지는 힘의 밸런스를 유지할 수 있도록, 제1 피스톤(12b)이 제1 단부 커버(20)로부터 이격되고, 제2 피스톤(14b)이 제2 단부 커버(22)에 근접하는 방향으로 피스톤 조립체가 이동한다.
이것에 의해, 제4 실(26b)의 용적이 축소되어 압력 저하가 억제된다. 제4 실(26b)의 압력은 적어도 P2' 이하가 되지 않게 유지된다. 제4 실(26b)의 압력이 증압장치(70)로 설정된 2차압(P2)을 하회하면, 증압장치(70)가 작동하지만, 그 동작 속도는 비교적 완만하다. 이와 같이, 피스톤 조립체가 이동하여 제4 실(26b)의 용적이 축소됨과 함께, 증압장치(70)의 출구 포트(82)에서 2차압(P2)을 가지는 압력유체가 제4 실(26b)에 보급되면서, 제4 실(26b)로부터 압력유체가 취출되고, 안정된 압력으로 유체압기기를 향해 압력유체를 송출할 수 있다.
제1 피스톤(12b)이 제1 단부 커버(20)와 중간 커버(18)의 중간 위치에 있는 상태로, 유체압기기에 있어서의 압력유체의 사용 상태가 중지되면, 2차압(P2)을 가지는 압력유체가 증압장치(70)의 출구 포트(82)로부터 제4 실(26b)에 공급되는 상태에 있으므로, 제1 피스톤(12b)이 제1 단부 커버(20)에 맞닿을 때까지 피스톤 조립체가 이동한다. 이것에 의해, 제4 실(26b)의 용적이 최대까지 회복된다.
유체압기기에서의 압력유체의 사용량이 매우 큰 상태가 계속되어, 제4 실(26b)에 저장된 압력유체가 급속히 소비되었을 때에는, 제1 피스톤(12b)이 중간 커버(18)에 맞닿을 때까지 피스톤 조립체가 이동하여, 제4 실(26b)의 용적이 최소가 된다(도 6 참조). 이 경우, 실질적으로 증압장치(70)만이 작동하게 되지만, 유체압기기에서의 압력유체의 사용량이 감소하거나 0으로 되면, 다시 제4 실(26b)의 용적이 회복된다.
도 7은, 사이즈가 다른 2개의 증압장치에 관한 것이며, 증압출력 안정화 장치를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우 각각에 대해, 취출되는 압력유체의 유량과 압력과의 관계를 나타내는 도면이다. 가로축은 유량을 표시하고, 세로축은 압력을 표시하고 있다. 둥근 점을 점선으로 이은 것은 소형의 증압장치를 단독으로 사용한 경우를 나타내고, 둥근 점을 실선으로 이은 것은 소형의 증압장치에 증압출력 안정화 장치를 조합한 경우를 나타낸다. 삼각형 점을 점선으로 이은 것은 중형의 증압장치를 단독으로 사용한 경우를 나타내고, 삼각형 점을 실선으로 이은 것은 중형의 증압장치에 증압출력 안정화 장치를 조합한 경우를 나타낸다.
도 7로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 증압출력 안정화 장치를 조합하면, 유량이 증대되었을 때의 압력 저하가 억제된다. 또, 소형의 증압장치라도 증압출력 안정화 장치를 병용하면, 하나 위의 사이즈의 증압장치와 동일한 능력을 갖게 할 수 있다.
본 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(10)에 의하면, 증압장치(70)의 1차압이 작용하는 제1 피스톤(12b)과 증압장치(70)의 2차압이 작용하는 제2 피스톤(14b)을 연결한 구성을 가지며, 2차압이 공급되는 제4 실(26b)로부터 압력유체가 외부로 취출되므로, 증압장치(70)의 2차압에 가까운 안정된 압력으로 압력유체를 출력할 수 있다. 또, 증압장치(70)의 동작 속도가 완만해지기 때문에, 배출 포트(84)로부터 배출되는 압력유체의 양이 저감됨으로써 압력유체의 소비량이 저감되는 것 외에도, 증압장치(70)의 내구성이 향상된다.
(제2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(40)에 있어서, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 제2 실시형태에서는, 유체 공급원으로부터의 압력유체가 제1 실린더의 제1 실에 공급되는 것 외에 제2 실린더의 제3 실에도 공급되는 것 등이 제1 실시형태와 상이하다. 제2 실시형태에 대해서도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 전술한 증압장치(70)와 조합되는 것으로 설명하지만, 조합되는 증압장치는 전술한 증압장치(70)에 한정되는 것은 아니다.
증압출력 안정화 장치(40)는, 직렬로 접속되는 제1 실린더(42)와 제2 실린더(44)로 구성된다. 제1 실린더(42)는, 직방체 형상의 제1 실린더 튜브(42a)와, 제1 실린더 튜브(42a)에 형성된 실린더 구멍 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 제1 피스톤(42b)을 갖는다. 제2 실린더(44)는, 직방체 형상의 제2 실린더 튜브(44a)와, 제2 실린더 튜브(44a)에 형성된 실린더 구멍 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 제2 피스톤(44b)을 갖는다.
제1 피스톤(42b)은 피스톤 로드(46)의 일단 측에 고정되고, 제2 피스톤(44b)은 피스톤 로드(46)의 타단 측에 고정되어 있다. 제1 피스톤(42b) 및 제2 피스톤(44b)은 피스톤 로드(46)와 함께 축방향으로 일체가 되어 이동한다. 제1 피스톤(42b)의 외경은 제2 피스톤(44b)의 외경과 동일하다.
제1 실린더 튜브(42a)와 제2 실린더 튜브(44a)와의 사이에는 중간 커버(48)가 설치되어 있다. 중간 커버(48)로부터 이격되는 쪽의 제1 실린더 튜브(42a)의 단부에는 제1 단부 커버(50)가 설치되고, 중간 커버(48)로부터 이격되는 쪽의 제2 실린더 튜브(44a)의 단부에는 제2 단부 커버(52)가 설치되어 있다. 증압장치(70)는 제2 단부 커버(52)에 부착되어 있다. 제1 피스톤(42b)과 제2 피스톤(44b)과 피스톤 로드(46)로 이루어지는 피스톤 조립체는, 제1 피스톤(42b)이 제1 단부 커버(50)에 맞닿는 위치와, 제1 피스톤(42b)이 중간 커버(48)에 맞닿는 위치와의 사이에서 이동 가능하게 되어 있다.
제1 실린더 튜브(42a)의 실린더 구멍 내부는, 제1 피스톤(42b)에 의해, 제1 단부 커버(50) 측의 제1 실(54a)과 중간 커버(48) 측의 제2 실(54b)로 구획된다. 제2 실린더 튜브(44a)의 실린더 구멍 내부는, 제2 피스톤(44b)에 의해, 중간 커버(48) 측의 제3 실(56a)과 제2 단부 커버(52) 측의 제4 실(56b)로 구획된다.
제1 단부 커버(50)에는 유체 공급원에 접속되는 1차압 공급 제1 포트(58)가 설치되고, 중간 커버(48)에는 유체 공급원에 접속되는 1차압 공급 제2 포트(60)가 설치되어 있다. 유체 공급원으로부터의 압력유체는, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 공급되는 동시에, 1차압 공급 제1 포트(58)와 1차압 공급 제2 포트(60)에 공급된다. 따라서, 1차압 공급 제1 포트(58)를 통하여 제1 실린더(42)의 제1 실(54a)에 공급되는 유체의 압력 및 1차압 공급 제2 포트(60)를 통하여 제2 실린더(44)의 제3 실(56a)에 공급되는 유체의 압력은, 증압장치(70)의 입구 포트(80)에 공급되는 유체의 압력(증압장치(70)의 1차압)과 동일하다.
중간 커버(48)에는 대기에 개방되는 호흡 포트(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 제1 실린더(42)의 제2 실(54b)은 해당 호흡 포트를 통하여 대기에 개방되어 있다. 제2 단부 커버(52)에는 증압장치(70)의 출구 포트(82)에 직접 접속되는 2차압 공급 포트(62)가 설치되어 있다. 증압장치(70)로부터 출력되는 압력유체는 2차압 공급 포트(62)를 통하여 제2 실린더(44)의 제4 실(56b)에 공급된다. 2차압 공급 포트(62)에 있어서의 유체의 압력은, 증압장치(70)의 출구 포트(82)에 있어서의 유체의 압력(증압장치(70)의 2차압)과 동일하다. 또, 제2 단부 커버(52)에는 출력 포트(64)가 설치되어 있고, 제2 실린더(44)의 제4 실(56b)의 압력유체는 출력 포트(64)로부터 외부로 취출되어, 도시하지 않은 유체압기기에 공급 가능하게 되어 있다. 또한, 출력 포트(64)는 2차압 공급 포트(62)로부터 이격된 위치에 설치되어 있다.
여기서, 제1 실(54a) 및 제3 실(56a)의 압력, 즉 증압장치(70)의 1차압을 P1이라고 하고, 피스톤 조립체에 작용하는 힘이 맞먹는 경우의 제4 실(56b)의 압력을 P2'라고 하고, 증압장치(70)로 설정된 2차압을 P2라고 한다. P2'는, P1, 제1 피스톤(42b) 및 제2 피스톤(44b)의 단면적, 피스톤 로드(46)의 단면적에 근거하여 구할 수 있다.
제4 실(56b)로부터 취출되는 유체의 압력을 증압장치(70)로 설정된 2차압(P2)에 가까운 값으로 유지하기 위해, P2'가 가능한 한 P2에 가까운 값으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또, 제4 실(56b)의 용적이 최소가 될 때까지 피스톤 조립체가 이동한 후, 제4 실(56b)의 용적을 회복시킬 수 있도록 하기 위해, P2'는 P2 이하로 되어 있을 것이 필요하다.
본 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(40)는 이상과 같이 구성되는 것이며, 그 동작에 대해서는, 전술한 증압출력 안정화 장치(10)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 실시형태에 따른 증압출력 안정화 장치(40)에 의하면, 피스톤 조립체에 증압장치(70)의 1차압과 2차압이 작용하고, 2차압이 공급되는 제4 실(56b)로부터 압력유체가 외부로 취출되므로, 증압장치(70)의 2차압에 가까운 안정된 압력으로 압력유체를 출력할 수 있다. 또, 증압장치(70)의 동작 속도가 완만해지기 때문에, 배출 포트(84)로부터 배출되는 압력유체의 양이 저감됨으로써 압력유체의 소비량이 저감되는 것 외에도, 증압장치(70)의 내구성이 향상된다.
본 발명에 따른 증압출력 안정화 장치는, 전술한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 구성을 채택할 수 있는 것은 물론이다.
10, 40: 증압출력 안정화 장치, 12, 42: 제1 실린더, 12a, 42a: 제1 실린더 튜브, 12b, 42b: 제1 피스톤, 14, 44: 제2 실린더, 14a, 44a: 제2 실린더 튜브, 14b, 44b: 제2 피스톤, 16, 46: 피스톤 로드, 18, 48: 중간 커버, 20, 50: 제1 단부 커버, 22, 52: 제2 단부 커버, 24a, 54a: 제1 실, 24b, 54b: 제2 실, 26a, 56a: 제3 실, 26b, 56b: 제4 실, 36, 64: 출력 포트, 58: 1차압 공급 제1 포트, 60: 1차압 공급 제2 포트, 70: 증압장치.

Claims (6)

1차압에 대해서 소정의 2차압을 출력하는 유체의 증압장치(70)에 접속되는 증압출력 안정화 장치(10, 40)로서,
제1 피스톤(12b, 42b)에 의해 구획되는 제1 실(24a, 54a)과 제2 실(24b, 54b)을 내부에 가지는 제1 실린더(12, 42)와;
제2 피스톤(14 b, 44 b)에 의해 구획되는 제3 실(26a, 56a)과 제4 실(26b, 56b)을 내부에 가지는 제2 실린더(14, 44)와;
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤을 서로 연결하는 피스톤 로드(16, 46); 를 포함하며,
상기 1차압이 상기 제1 실에 공급됨과 함께, 상기 2차압이 상기 제4 실에 공급되고, 상기 제4 실로부터 압력유체가 외부로 취출되는 증압출력 안정화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 피스톤의 외경은 상기 제2 피스톤의 외경보다 크고, 상기 제2 실 및 상기 제3 실은 대기에 개방되어 있는 증압출력 안정화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 1차압은 상기 제3 실에 공급되고, 상기 제2 실은 대기에 개방되어 있는 증압출력 안정화 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 피스톤의 외경은 상기 제1 피스톤의 외경과 동일한 증압출력 안정화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 실린더는 제1 실린더 튜브(12a, 42a)와 제1 단부 커버(20, 50)를 포함하고, 상기 제2 실린더는 제2 실린더 튜브(14a, 44a)와 제2 단부 커버(22, 52)를 포함하고, 상기 제1 실린더 튜브와 상기 제2 실린더 튜브는 중간 커버(18, 48)를 통하여 서로 연결되는 증압출력 안정화 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 단부 커버에는 상기 1차압이 공급되는 1차압 공급 포트(28)가 설치되고, 상기 제2 단부 커버에는 상기 2차압이 공급되는 2차압 공급 포트(34)와 출력 포트(36)가 설치되는 증압출력 안정화 장치.
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