WO2023042538A1 - 正負圧力切替回路 - Google Patents

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port
compressor
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大谷篤志
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Smc株式会社
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs

Definitions

  • the present invention relates to fluid circuits for supplying or outputting positive pressure and negative pressure to fluid devices such as cylinder devices.
  • a vacuum adsorption device negative pressure is supplied when adsorbing a workpiece. Then, when removing the workpiece, there is a case where a positive pressure that breaks the vacuum is supplied.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems.
  • a positive/negative pressure switching circuit selectively outputs positive pressure and negative pressure to a fluid device.
  • This positive/negative pressure switching circuit is arranged between the compressor, the first solenoid valve arranged between the discharge port of the compressor and the positive pressure output port, and the suction port of the compressor and the negative pressure output port. and a second solenoid valve.
  • the first solenoid valve is switchable between a first position in which the compressor discharge is open to the atmosphere and a second position in which the compressor discharge is connectable to the positive pressure output port.
  • a second solenoid valve is switchable between a first position connecting the compressor intake to the vacuum output port and a second position opening the compressor intake to the atmosphere.
  • positive pressure and negative pressure can be output to the fluid device by simply providing one compressor, and the size of the device can be reduced.
  • the positive/negative pressure switching circuit by switching both the first solenoid valve and the second solenoid valve to the second position, it becomes possible to output positive pressure. Further, by switching both the first solenoid valve and the second solenoid valve to the first position, negative pressure can be output. Therefore, one compressor can output positive pressure and negative pressure to the fluid device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a positive/negative pressure switching circuit according to an embodiment of the present invention using a fluid circuit diagram.
  • FIG. 2 is the fluid circuit diagram of FIG. 1 when outputting positive pressure.
  • FIG. 3 is the fluid circuit diagram of FIG. 1 when outputting negative pressure.
  • the positive/negative pressure switching circuit 10 has a positive pressure output port 30 and a negative pressure output port 32, and can selectively output positive pressure and negative pressure to fluid equipment (not shown).
  • the positive/negative pressure switching circuit 10 is used, for example, to selectively operate two grippers (a gripper operating under positive pressure and a gripper operating under negative pressure) attached to the tip of the robot arm.
  • the positive/negative pressure switching circuit 10 has a compressor 12, a first solenoid valve 14, a second solenoid valve 16, a third solenoid valve 18 and an air tank 26.
  • the compressor 12 has an intake port 121 for sucking air and a discharge port 122 for discharging air. When the compressor 12 is in operation, the pumping action of the compressor 12 periodically repeats intake and discharge of air.
  • the first solenoid valve 14, the second solenoid valve 16, and the third solenoid valve 18 are all configured as two-position, three-port switching valves, and are switch-controlled by a controller (not shown).
  • the first solenoid valve 14, the second solenoid valve 16 and the third solenoid valve 18 are external pilot solenoid valves, but these solenoid valves may be direct acting solenoid valves.
  • the first port 141 of the first solenoid valve 14 is connected to the discharge port 122 of the compressor 12 through the discharge pipe 34 .
  • a second port 142 of the first solenoid valve 14 is open to the atmosphere via the first silencer 20 .
  • a third port 143 of the first solenoid valve 14 is connected to one end of the positive pressure accumulation pipe 42 .
  • the first solenoid valve 14 is switchable between a first position and a second position described below. In the first position, the first port 141 is connected to the second port 142 and the third port 143 is closed. In the second position, first port 141 is connected to third port 143 and second port 142 is closed. The first solenoid valve 14 switches to the first position when power is supplied (turned on), and switches to the second position when power is removed (turned off).
  • a first port 161 of the second solenoid valve 16 is connected to the suction port 121 of the compressor 12 through the suction pipe 36 .
  • a second port 162 of the second solenoid valve 16 is connected to the negative pressure output port 32 by a negative pressure output pipe 40 .
  • a third port 163 of the second solenoid valve 16 is open to the atmosphere via the second silencer 22 .
  • the second solenoid valve 16 is switchable between a first position and a second position described below. In the first position, the first port 161 is connected to the second port 162 and the third port 163 is closed. In the second position, first port 161 is connected to third port 163 and second port 162 is closed.
  • the second solenoid valve 16 switches to the first position when power is supplied (turned on) and switches to the second position when power is removed (turned off).
  • a first port 181 of the third solenoid valve 18 is connected to the other end of the positive pressure accumulation pipe 42 .
  • a second port 182 of the third solenoid valve 18 is open to the atmosphere via the third silencer 24 .
  • a third port 183 of the third solenoid valve 18 is connected to the positive pressure output port 30 through the positive pressure output pipe 38 .
  • the third solenoid valve 18 is switchable between a first position and a second position described below. In the first position, the third port 183 is connected to the first port 181 and the second port 182 is closed. In the second position, third port 183 is connected to second port 182 and first port 181 is closed.
  • the third solenoid valve 18 switches to the first position when power is supplied (turned on) and switches to the second position when power is removed (turned off).
  • An air tank 26 having a predetermined volume is arranged in the middle of the positive pressure accumulation pipe 42 .
  • the positive pressure accumulation pipe 42 is divided into a first positive pressure accumulation pipe 421 positioned upstream of the air tank 26 and a second positive pressure accumulation pipe 422 positioned downstream of the air tank 26 .
  • a pressure sensor 28 for detecting the air pressure of the air tank 26 is attached to the first positive pressure accumulation pipe 421 at the inlet of the air tank 26 .
  • the third solenoid valve 18 is held at the second position.
  • the third solenoid valve 18 is held at the first position.
  • a pilot pressure supply pipe 46 for supplying pilot pressure to the first solenoid valve 14 , the second solenoid valve 16 and the third solenoid valve 18 is connected to the second positive pressure accumulation pipe 422 .
  • the pressure sensor 28 is attached to the first positive pressure accumulation pipe 421 at the inlet of the air tank 26 .
  • the pressure sensor 28 can be attached to various locations as long as the air pressure of the air tank 26 can be substantially detected.
  • it may be attached to the second positive pressure accumulation line 422 at the outlet of the air tank 26, or it may be attached to the air tank 26 itself.
  • a check valve 44 is arranged in the middle of the discharge pipe 34 . The check valve 44 permits the flow of air from the discharge port 122 of the compressor 12 toward the first solenoid valve 14 and blocks the flow of air from the first solenoid valve 14 toward the discharge port 122 of the compressor 12 .
  • the positive/negative pressure switching circuit 10 can adopt three modes: a positive pressure accumulation mode shown in FIG. 1, a positive pressure output mode shown in FIG. 2, and a negative pressure output mode shown in FIG. Each of these modes will be described below.
  • the positive pressure accumulation mode is a mode in which the air discharged from the compressor 12 is accumulated in the air tank 26 while increasing the pressure to a predetermined pressure. As shown in FIG. 1, in the positive pressure accumulation mode, the first solenoid valve 14, the second solenoid valve 16 and the third solenoid valve 18 are all switched to the second position. The air flow in the positive pressure accumulation mode is indicated by dotted arrows in FIG.
  • the positive pressure accumulation mode air in the atmosphere is sucked into the suction port 121 of the compressor 12 through the second silencer 22, the second solenoid valve 16, and the suction pipe 36 as the compressor 12 operates. Air sucked into the suction port 121 is accumulated in the air tank 26 from the discharge port 122 through the discharge pipe 34 , the first solenoid valve 14 and the first positive pressure accumulation pipe 421 by the pump action of the compressor 12 . Since the third solenoid valve 18 is in the second position, the air in the air tank 26 is not supplied toward the positive pressure output port 30 . The air pressure in the air tank 26 detected by the pressure sensor 28 gradually increases, and the positive pressure accumulation mode continues until the air pressure in the air tank 26 reaches the set value.
  • the positive pressure output mode is a mode in which positive pressure is output from the positive pressure output port 30 to the fluid device. As shown in FIG. 2, in the positive pressure output mode, the first solenoid valve 14 and the second solenoid valve 16 are switched to the second position and the third solenoid valve 18 is switched to the first position. There is Air flow in the positive pressure output mode is indicated by dashed arrows in FIG.
  • the air accumulated in the air tank 26 is supplied to the fluid device through the second positive pressure accumulation pipe 422, the third solenoid valve 18, the positive pressure output pipe 38 and the positive pressure output port 30. be done.
  • the air discharged from the discharge port 122 of the compressor 12 is supplied to the air tank 26 through the discharge pipe 34 , the first electromagnetic valve 14 and the first positive pressure accumulation pipe 421 . That is, the air in the air tank 26 is supplied toward the fluid device while being replenished with the air from the compressor 12 .
  • the negative pressure output mode is a mode in which negative pressure is output from the negative pressure output port 32 to the fluid device. As shown in FIG. 3, in the negative pressure output mode, the first solenoid valve 14 and the second solenoid valve 16 are switched to the first position and the third solenoid valve 18 is switched to the second position. There is Air flow in the negative pressure output mode is indicated by dashed arrows in FIG.
  • Negative pressure vacuum pressure
  • the negative pressure output port 32 is generated at the negative pressure output port 32 by sucking the air existing from the negative pressure output port 32 across the fluid device into the suction port 121 of the compressor 12 . That is, the negative pressure is output from the negative pressure output port 32 to the fluid device.
  • the third port 143 of the first solenoid valve 14 to which the air tank 26 is connected via the first positive pressure accumulation pipe 421 is closed.
  • the first port 181 of the third solenoid valve 18 to which the air tank 26 is connected via the second positive pressure accumulation pipe 422 is closed.
  • the positive/negative pressure switching circuit 10 is started by starting the compressor 12 with the first solenoid valve 14, the second solenoid valve 16 and the third solenoid valve 18 all turned off. That is, the start-up of the positive/negative pressure switching circuit 10 is performed by starting the compressor 12 in the positive pressure accumulation mode.
  • the positive pressure accumulation mode is continued until the air pressure in the air tank 26 reaches the set value. Then, when the air pressure in the air tank 26 rises and reaches the set value, the third electromagnetic valve 18 is turned on from off to shift from the positive pressure accumulation mode to the positive pressure output mode. As a result, the air in the air tank 26 is supplied from the positive pressure output port 30 toward the fluid equipment, making it possible to use positive pressure in the fluid equipment.
  • the first solenoid valve 14 is turned on from off to contain the air accumulated in the air tank 26 and open the discharge port 122 of the compressor 12 to the atmosphere.
  • the air in the air tank 26 By confining the air in the air tank 26, it is possible to prepare for the transition to the positive pressure output mode again, thereby reducing the amount of air consumption.
  • the discharge port 122 of the compressor 12 By opening the discharge port 122 of the compressor 12 to the atmosphere, the high pressure air remaining inside the compressor 12 is discharged, and the load on the compressor 12 is reduced.
  • the second solenoid valve 16 is turned on from off to connect the negative pressure output port 32 to the suction port 121 of the compressor 12 via the negative pressure output pipe 40, the second solenoid valve 16 and the suction pipe 36.
  • the compressor 12 sucks in air present across the fluid equipment from the negative pressure output port 32 via the negative pressure output pipe 40 , the second solenoid valve 16 and the suction pipe 36 .
  • the compressor 12 then discharges the sucked air into the atmosphere through the discharge pipe 34 , the first electromagnetic valve 14 and the first silencer 20 . Thereby, a negative pressure is generated at the negative pressure output port 32 and the negative pressure can be used in the fluid device.
  • the first solenoid valve 14 is turned off, and the discharge port 122 of the compressor 12 is communicated with the air tank 26 via the discharge pipe 34 , the first solenoid valve 14 and the first positive pressure accumulation pipe 421 .
  • the third solenoid valve 18 is turned on from off.
  • the positive pressure output port 30 communicates with the air tank 26 through the positive pressure output pipe 38 , the third solenoid valve 18 and the second positive pressure accumulation pipe 422 .
  • the air in the air tank 26 is replenished with the air from the compressor 12 and supplied toward the fluid equipment, making it possible to use positive pressure in the fluid equipment.
  • the third solenoid valve 18 will be turned off substantially at the same time as the first solenoid valve 14 is turned off. turned on from As described above, when the positive pressure output mode is shifted to the negative pressure output mode, since the air in the air tank 26 is sealed, the air pressure in the air tank 26 reaches the set value before the first solenoid valve 14 is turned off. There is a high probability that it is more than that.
  • the positive pressure accumulation mode is continued until the air pressure in the air tank 26 reaches the set value, and then the negative pressure output mode is entered. Transition.
  • the first solenoid valve 14 is turned on from off to contain the air accumulated in the air tank 26 and open the discharge port 122 of the compressor 12 to the atmosphere.
  • the second solenoid valve 16 is turned on from off to connect the negative pressure output port 32 to the suction port 121 of the compressor 12 via the negative pressure output pipe 40 , the second solenoid valve 16 and the suction pipe 36 .
  • the negative pressure is generated at the negative pressure output port 32 and the negative pressure can be used in the fluid device.
  • the first solenoid valve 14, the second solenoid valve 16 and the third solenoid valve 18 are direct acting solenoid valves, positive pressure is accumulated without waiting for the air pressure in the air tank 26 to reach the set value. The mode may be immediately transferred to the negative pressure output mode.
  • the air tank 26 can be used to output positive pressure to a fluid device.
  • negative pressure can be output to the fluid device. Therefore, one compressor 12 can output positive pressure and negative pressure to fluid equipment.
  • the air tank 26 is connected to the first solenoid valve 14 via the first positive pressure accumulation pipe 421 . 3 port 143 is closed. Also, when the third solenoid valve 18 is at the second position, the first port 181 of the third solenoid valve 18 to which the air tank 26 is connected through the second positive pressure accumulation pipe 422 is closed. Therefore, since the air in the air tank 26 is confined when the negative pressure is output, the amount of air consumption can be reduced.
  • the air tank 26 is used to output positive pressure, but the air tank 26 and the third solenoid valve 18 are not necessarily required. Even if the air tank 26 and the third solenoid valve 18 are not provided, if the first solenoid valve 14 and the second solenoid valve 16 are provided, by switching them, positive pressure and negative pressure can be output from one compressor. It is possible to
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

正負圧力切替回路（１０）は、圧縮機（１２）の吐出口（１２２）を大気に開放する位置と圧縮機の吐出口を正圧出力ポート（３０）に接続可能な位置とに切り換え可能な第１電磁弁（１４）、および、圧縮機の吸入口（１２１）を負圧出力ポート（３２）に接続する位置と圧縮機の吸入口を大気に開放する位置とに切り換え可能な第２電磁弁（１６）を備える。

Description

正負圧力切替回路
　本発明は、シリンダ装置等の流体機器に正圧および負圧を供給または出力するための流体回路に関する。
　例えば、真空吸着装置において、ワークを吸着する際には、負圧を供給する。そして、ワークを離脱する際には、真空を破壊する正圧を供給する場合がある。
　国際公開第２０１７／２１６８５９号には、負圧を利用して電子部品を吸着ノズルで吸着し、該電子部品を回路基板上に装着する電子部品装着機が記載されている。この電子部品装着機では、電子部品を吸着する際には、吸着ノズルに供給するエアが負圧に切り替えられる。また、吸着ノズルで吸着した電子部品を回路基板に装着する際には、吸着ノズルに供給するエアが正圧に切り替えられる。
　しかしながら、流体機器に正圧および負圧の供給を行う場合、国際公開第２０１７／２１６８５９号の電子部品装着機にも見られるように、正圧を供給するための供給源および負圧を供給するための供給源の二つの供給源（動力源）を必要とする。このため、装置が大型化するおそれがある。
　本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
　本発明に係る正負圧力切替回路は、正圧および負圧を流体機器に選択的に出力する。この正負圧力切替回路は、圧縮機と、圧縮機の吐出口と正圧出力ポートとの間に配置される第１電磁弁と、圧縮機の吸入口と負圧出力ポートとの間に配置される第２電磁弁とを備える。第１電磁弁は、圧縮機の吐出口を大気に開放する第１位置と圧縮機の吐出口を正圧出力ポートに接続可能な第２位置とに切り換え可能である。第２電磁弁は、圧縮機の吸入口を負圧出力ポートに接続する第１位置と圧縮機の吸入口を大気に開放する第２位置とに切り換え可能である。
　上記正負圧力切替回路によれば、一つの圧縮機を備えるだけで、正圧および負圧を流体機器に出力することができ、装置の小型化を図ることができる。
　本発明に係る正負圧力切替回路によれば、第１電磁弁および第２電磁弁をいずれも第２位置に切り換えることで、正圧を出力することが可能な状態になる。また、第１電磁弁および第２電磁弁をいずれも第１位置に切り換えることで、負圧を出力することができる。このため、一つの圧縮機で正圧および負圧を流体機器に出力することができる。
　上記の目的、特徴及び利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施の形態の説明から容易に了解されるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る正負圧力切替回路を流体回路図を用いて表した図である。 図２は、正圧を出力するときの図１の流体回路図である。 図３は、負圧を出力するときの図１の流体回路図である。
　本発明の実施形態に係る正負圧力切替回路１０は、正圧出力ポート３０および負圧出力ポート３２を備え、図示しない流体機器に正圧および負圧を選択的に出力することができる。正負圧力切替回路１０は、例えば、ロボットアームの先端に取り付けた二つのグリッパ（正圧で動作するグリッパと負圧で動作するグリッパ）を選択的に動作させるために用いられる。
　図１に示されるように、正負圧力切替回路１０は、圧縮機１２、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６、第３電磁弁１８およびエアタンク２６を有する。圧縮機１２は、エアを吸入する吸入口１２１およびエアを吐出する吐出口１２２を備える。圧縮機１２が稼働すると、圧縮機１２のポンプ作用によって、エアの吸入と吐出が周期的に繰り返される。
　第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８は、いずれも２位置３ポート切換弁として構成され、図示しないコントローラによって切り換え制御される。本実施形態では、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８は外部パイロット式電磁弁であるが、これらの電磁弁を直動型電磁弁としてもよい。
　第１電磁弁１４の第１ポート１４１は、吐出配管３４により圧縮機１２の吐出口１２２に接続されている。第１電磁弁１４の第２ポート１４２は、第１サイレンサ２０を介して大気に開放されている。第１電磁弁１４の第３ポート１４３は、正圧蓄積配管４２の一端に接続されている。第１電磁弁１４は、以下に述べる第１位置と第２位置との間で切り換え可能である。第１位置では、第１ポート１４１が第２ポート１４２に接続されるとともに第３ポート１４３が閉鎖される。第２位置では、第１ポート１４１が第３ポート１４３に接続されるとともに第２ポート１４２が閉鎖される。第１電磁弁１４は、電力が供給されると（オンになると）第１位置に切り換わり、電力供給が停止すると（オフになると）第２位置に切り換わる。
　第２電磁弁１６の第１ポート１６１は、吸入配管３６により圧縮機１２の吸入口１２１に接続されている。第２電磁弁１６の第２ポート１６２は、負圧出力配管４０により負圧出力ポート３２に接続されている。第２電磁弁１６の第３ポート１６３は、第２サイレンサ２２を介して大気に開放されている。第２電磁弁１６は、以下に述べる第１位置と第２位置との間で切り換え可能である。第１位置では、第１ポート１６１が第２ポート１６２に接続されるとともに第３ポート１６３が閉鎖される。第２位置では、第１ポート１６１が第３ポート１６３に接続されるとともに第２ポート１６２が閉鎖される。第２電磁弁１６は、電力が供給されると（オンになると）第１位置に切り換わり、電力供給が停止すると（オフになると）第２位置に切り換わる。
　第３電磁弁１８の第１ポート１８１は、正圧蓄積配管４２の他端に接続されている。第３電磁弁１８の第２ポート１８２は、第３サイレンサ２４を介して大気に開放されている。第３電磁弁１８の第３ポート１８３は、正圧出力配管３８により正圧出力ポート３０に接続されている。第３電磁弁１８は、以下に述べる第１位置と第２位置との間で切り換え可能である。第１位置では、第３ポート１８３が第１ポート１８１に接続されるとともに第２ポート１８２が閉鎖される。第２位置では、第３ポート１８３が第２ポート１８２に接続されるとともに第１ポート１８１が閉鎖される。第３電磁弁１８は、電力が供給されると（オンになると）第１位置に切り換わり、電力供給が停止すると（オフになると）第２位置に切り換わる。
　正圧蓄積配管４２の途中には、所定の容積を有するエアタンク２６が配置されている。正圧蓄積配管４２は、エアタンク２６の上流側に位置する第１正圧蓄積配管４２１とエアタンク２６の下流側に位置する第２正圧蓄積配管４２２とに分かれる。エアタンク２６の入口における第１正圧蓄積配管４２１には、エアタンク２６のエア圧を検出するための圧力センサ２８が取り付けられている。圧力センサ２８によって検出されるエアタンク２６のエア圧が設定値未満であるときは、第３電磁弁１８は第２位置に保持される。圧力センサ２８によって検出されるエアタンク２６のエア圧が設定値以上であるときは、第３電磁弁１８は第１位置に保持される。なお、第２正圧蓄積配管４２２には、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８にパイロット圧を供給するパイロット圧供給配管４６が接続されている。
　本実施形態では、圧力センサ２８は、エアタンク２６の入口における第１正圧蓄積配管４２１に取り付けられている。しかしながら、圧力センサ２８は、エアタンク２６のエア圧を実質的に検出できる箇所であれば、様々な箇所に取り付けられ得る。例えば、エアタンク２６の出口における第２正圧蓄積配管４２２に取り付けられてもよいし、エアタンク２６自体に取り付けられてもよい。なお、吐出配管３４の途中にはチェック弁４４が配置されている。チェック弁４４は、圧縮機１２の吐出口１２２から第１電磁弁１４に向かうエアの流れを許容し、第１電磁弁１４から圧縮機１２の吐出口１２２に向かうエアの流れを阻止する。
　正負圧力切替回路１０は、図１に示される正圧蓄積モード、図２に示される正圧出力モードおよび図３に示される負圧出力モードの３つのモードを採ることができる。以下、これら各モードについて説明する。
（正圧蓄積モード）
　正圧蓄積モードは、圧縮機１２から吐出されるエアを所定圧力まで高めながらエアタンク２６に蓄積するモードである。図１に示されるように、正圧蓄積モードでは、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８は、いずれも第２位置に切り換えられている。正圧蓄積モードにおけるエアの流れは、図１において点線矢印で示されている。
　正圧蓄積モードでは、圧縮機１２の稼働に伴い、大気中のエアは、第２サイレンサ２２と第２電磁弁１６と吸入配管３６とを通って、圧縮機１２の吸入口１２１に吸い込まれる。吸入口１２１に吸い込まれたエアは、圧縮機１２のポンプ作用により、吐出口１２２から吐出配管３４と第１電磁弁１４と第１正圧蓄積配管４２１とを通ってエアタンク２６に蓄積される。第３電磁弁１８は第２位置にあるので、エアタンク２６のエアが正圧出力ポート３０に向けて供給されることはない。圧力センサ２８によって検出されるエアタンク２６のエア圧は次第に上昇し、エアタンク２６のエア圧が設定値に到達するまで正圧蓄積モードが継続される。
（正圧出力モード）
　正圧出力モードは、正圧出力ポート３０から正圧を流体機器に出力するモードである。図２に示されるように、正圧出力モードでは、第１電磁弁１４および第２電磁弁１６は、第２位置に切り換えられており、第３電磁弁１８は、第１位置に切り換えられている。正圧出力モードにおけるエアの流れは、図２において点線矢印で示されている。
　正圧出力モードでは、エアタンク２６に蓄積されたエアは、第２正圧蓄積配管４２２と第３電磁弁１８と正圧出力配管３８と正圧出力ポート３０とを通って流体機器に向けて供給される。これと同時に、圧縮機１２の吐出口１２２から吐出されるエアは、吐出配管３４と第１電磁弁１４と第１正圧蓄積配管４２１とを通ってエアタンク２６に供給される。すなわち、エアタンク２６のエアは、圧縮機１２からのエアによって補充されつつ、流体機器に向けて供給される。
（負圧出力モード）
　負圧出力モードは、負圧出力ポート３２から負圧を流体機器に出力するモードである。図３に示されるように、負圧出力モードでは、第１電磁弁１４および第２電磁弁１６は、第１位置に切り換えられており、第３電磁弁１８は、第２位置に切り換えられている。負圧出力モードにおけるエアの流れは、図３において点線矢印で示されている。
　負圧出力モードでは、圧縮機１２の稼働に伴い、負圧出力ポート３２から流体機器にわたって存在するエアは、負圧出力配管４０と第２電磁弁１６と吸入配管３６とを通って圧縮機１２の吸入口１２１に吸い込まれる。吸入口１２１に吸い込まれたエアは、圧縮機１２の吐出口１２２から吐出配管３４と第１電磁弁１４と第１サイレンサ２０とを通って大気に排出される。負圧出力ポート３２から流体機器にわたって存在するエアが圧縮機１２の吸入口１２１に吸い込まれることで、負圧出力ポート３２において負圧（真空圧）が生じる。すなわち、負圧出力ポート３２から負圧が流体機器に出力される。
　負圧出力モードでは、エアタンク２６が第１正圧蓄積配管４２１を介して接続される第１電磁弁１４の第３ポート１４３が閉鎖されている。また、エアタンク２６が第２正圧蓄積配管４２２を介して接続される第３電磁弁１８の第１ポート１８１が閉鎖されている。これにより、エアタンク２６のエアは封じ込められる。したがって、エアタンク２６に蓄積されたエアは、大気中に排出されることもなければ流体機器に向かって流れることもなく、エア消費量が可及的に削減される。
　次に、正負圧力切替回路１０を立ち上げてから各モード間で移行を行う際に第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８をどのような手順で切り換えるかについて説明する。正負圧力切替回路１０の立ち上げは、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８がいずれもオフの状態で圧縮機１２を起動することにより行われる。すなわち、正負圧力切替回路１０の立ち上げは、正圧蓄積モードで圧縮機１２を起動することにより行われる。
　正負圧力切替回路１０を立ち上げた直後、流体機器において正圧を使用する要求がある場合、まず、エアタンク２６のエア圧が設定値に到達するまで正圧蓄積モードを継続する。そして、エアタンク２６のエア圧が上昇して設定値に到達すると、第３電磁弁１８をオフからオンにし、正圧蓄積モードから正圧出力モードに移行させる。これにより、エアタンク２６のエアが正圧出力ポート３０から流体機器に向けて供給され、流体機器において正圧を使用することが可能となる。
（正圧出力モードから負圧出力モードへの移行）
　流体機器において正圧を使用している状態から負圧を使用する状態に変更したいとの要求がある場合、まず、第３電磁弁１８をオンからオフにし、正圧出力ポート３０を大気に開放する。これにより、正圧出力ポート３０から流体機器に向かうエアの供給が止まる。
　次いで、第１電磁弁１４をオフからオンにし、エアタンク２６に蓄積されたエアを封じ込めるとともに、圧縮機１２の吐出口１２２を大気に開放する。エアタンク２６のエアを封じ込めることで、再び正圧出力モードに移行する際の準備をしておくことができ、エア消費量を削減できる。圧縮機１２の吐出口１２２が大気に開放されることで、圧縮機１２の内部に残った高圧エアが排出され、圧縮機１２の負荷が軽減される。
　次いで、第２電磁弁１６をオフからオンにし、負圧出力ポート３２を負圧出力配管４０と第２電磁弁１６と吸入配管３６とを介して圧縮機１２の吸入口１２１に連通せしめる。圧縮機１２は、負圧出力ポート３２から流体機器にわたって存在するエアを負圧出力配管４０と第２電磁弁１６と吸入配管３６とを介して吸い込む。そして、圧縮機１２は、吸い込んだエアを吐出配管３４と第１電磁弁１４と第１サイレンサ２０とを介して大気に排出する。これにより、負圧出力ポート３２において負圧が生じ、流体機器において負圧を使用することが可能となる。
（負圧出力モードから正圧出力モードへの移行）
　流体機器において負圧を使用している状態から正圧を使用する状態に変更したいとの要求がある場合、まず、第２電磁弁１６をオンからオフにし、圧縮機１２の吸入口１２１を負圧出力ポート３２から切り離して大気に開放する。圧縮機１２の吸入口１２１が負圧出力ポート３２から切り離されることで、負圧出力ポート３２からの負圧の出力が停止する。圧縮機１２の吸入口１２１が大気に開放されることで、圧縮機１２の負荷が軽減される。
　次いで、第１電磁弁１４をオンからオフにし、圧縮機１２の吐出口１２２を吐出配管３４と第１電磁弁１４と第１正圧蓄積配管４２１とを介してエアタンク２６に連通せしめる。このとき、エアタンク２６のエア圧が設定値以上であれば、第３電磁弁１８をオフからオンにする。第３電磁弁１８がオンになると、正圧出力ポート３０が正圧出力配管３８と第３電磁弁１８と第２正圧蓄積配管４２２とを介してエアタンク２６に連通する。これにより、エアタンク２６のエアは、圧縮機１２からのエアによって補充されつつ、流体機器に向けて供給され、流体機器において正圧を使用することが可能となる。
　なお、第１電磁弁１４をオフにする前からエアタンク２６のエア圧が設定値以上になっていれば、第１電磁弁１４がオンからオフになるのとほぼ同時に第３電磁弁１８がオフからオンになる。前述したように、正圧出力モードから負圧出力モードに移行した際に、エアタンク２６のエアが封じ込められているので、第１電磁弁１４をオフにする前からエアタンク２６のエア圧が設定値以上になっている蓋然性が高い。
　正負圧力切替回路１０を立ち上げた直後、流体機器において負圧を使用する要求がある場合も、エアタンク２６のエア圧が設定値に到達するまで正圧蓄積モードを継続した後に負圧出力モードに移行する。負圧出力モードへの移行に際しては、まず、第１電磁弁１４をオフからオンにし、エアタンク２６に蓄積されたエアを封じ込めるとともに、圧縮機１２の吐出口１２２を大気に開放する。次いで、第２電磁弁１６をオフからオンにし、負圧出力ポート３２を負圧出力配管４０と第２電磁弁１６と吸入配管３６とを介して圧縮機１２の吸入口１２１に連通せしめる。これにより、負圧出力ポート３２において負圧が生じ、流体機器において負圧を使用することが可能となる。なお、第１電磁弁１４、第２電磁弁１６および第３電磁弁１８が直動型電磁弁である場合は、エアタンク２６のエア圧が設定値に到達するのを待つことなく、正圧蓄積モードからただちに負圧出力モードに移行してもよい。
　本実施形態に係る正負圧力切替回路１０によれば、第１電磁弁１４および第２電磁弁１６をいずれも第２位置に切り換え、第３電磁弁１８を第１位置に切り換えることで、エアタンク２６を使って流体機器に正圧を出力することができる。また、第１電磁弁１４および第２電磁弁１６をいずれも第１位置に切り換え、第３電磁弁１８を第２位置に切り換えることで、流体機器に負圧を出力することができる。したがって、一つの圧縮機１２で正圧および負圧を流体機器に出力することができる。
　本実施形態に係る正負圧力切替回路１０によれば、第１電磁弁１４が第１位置にあるとき、エアタンク２６が第１正圧蓄積配管４２１を介して接続される第１電磁弁１４の第３ポート１４３が閉鎖される。また、第３電磁弁１８が第２位置にあるとき、エアタンク２６が第２正圧蓄積配管４２２を介して接続される第３電磁弁１８の第１ポート１８１が閉鎖される。したがって、負圧を出力するときにエアタンク２６のエアが封じ込められるので、エア消費量を削減できる。
　本実施形態では、エアタンク２６を用いて正圧を出力する構成としたが、必ずしもエアタンク２６および第３電磁弁１８を備える必要はない。エアタンク２６および第３電磁弁１８を備えていなくても、第１電磁弁１４および第２電磁弁１６を備えていれば、それらを切り換えることによって、一つの圧縮機で正圧および負圧を出力することが可能である。
　本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

Claims (5)

  1. 　正圧および負圧を流体機器に選択的に出力する正負圧力切替回路（１０）であって、
    　圧縮機（１２）と、前記圧縮機の吐出口（１２２）と正圧出力ポート（３０）との間に配置される第１電磁弁（１４）と、前記圧縮機の吸入口（１２１）と負圧出力ポート（３２）との間に配置される第２電磁弁（１６）とを備え、前記第１電磁弁は、前記圧縮機の前記吐出口を大気に開放する第１位置と前記圧縮機の前記吐出口を前記正圧出力ポートに接続可能な第２位置とに切り換え可能であり、前記第２電磁弁は、前記圧縮機の前記吸入口を前記負圧出力ポートに接続する第１位置と前記圧縮機の前記吸入口を大気に開放する第２位置とに切り換え可能である正負圧力切替回路。
  2. 　請求項１記載の正負圧力切替回路において、
    　前記第１電磁弁と前記正圧出力ポートとの間に配置されるエアタンク（２６）を備える正負圧力切替回路。
  3. 　請求項２記載の正負圧力切替回路において、
    　前記エアタンクと前記正圧出力ポートとの間に配置される第３電磁弁（１８）を備え、前記第３電磁弁は、前記正圧出力ポートを前記エアタンクに接続する第１位置と前記正圧出力ポートを大気に開放する第２位置とに切り換え可能である正負圧力切替回路。
  4. 　請求項３記載の正負圧力切替回路において、
    　前記エアタンクのエア圧を検出する圧力センサ（２８）を備え、前記圧力センサによって検出されるエア圧が設定値以上になったとき、前記第３電磁弁が前記第１位置に切り換えられる正負圧力切替回路。
  5. 　請求項４記載の正負圧力切替回路において、
    　前記第１電磁弁が前記第１位置にあるとき、前記エアタンクが接続される前記第１電磁弁のポートが閉鎖され、前記第３電磁弁が前記第２位置にあるとき、前記エアタンクが接続される前記第３電磁弁のポートが閉鎖される正負圧力切替回路。
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