JPH0133844Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の目的 （考案の技術分野） 本考案は、空気圧による入力信号に対して、規
制された液圧出力をうるエアハイドロコンバータ
に関し、液室に流入する液体の圧力差による気泡
発生を防止するものである。

（技術の背景） 空圧シリンダは低速度で作動させると、空気の
圧縮性によつてビビリを生じ、なめらかな運動や
ストローク途中で停止させることが困難である。
このため、エアハイドロコンバータにより空気圧
を液圧に変換して、シリンダを制御することが行
なわれている。

（従来技術とその問題点） 第１図は、従来のエアハイドロコンバータを備
えた空圧シリンダの断面図である。空圧シリンダ
１のピストン２で仕切られた一方の室（ヘツド側
ピストン室）３には、切換弁SVを介して駆動用
の圧縮空気が導入されて空気室となり、ロツド４
が設けられた他方の室（ロツド側ピストン室）５
には、液体が導入されて液室となつている。液室
となつているロツド側ピストン室５には、ピスト
ン２の速度を制御する液体を満たしたエアハイド
ロコンバータ６が、絞り弁７を介して接続されて
いる。エアハイドロコンバータ６内の液室８上部
は空気室９となつていて、空気室９は切換弁SV
を介して空気圧源Ａに接続されている。

このようなエアハイドロコンバータ６を備えた
空圧シリンダ１のヘツド側シリンダ室３に、空気
圧源Ａから圧縮空気を供給すると、ピストン２は
押されてピストンロツド４を矢印a₁方向へ前進さ
せる。このときロツド側ピストン室５の液体は、
絞り弁７によつて流量を規制されてエアハイドロ
コンバータ６の液室８に流入するため、ピストン
２の移動速度が制御される。

ところがピストン前進の際に、ピストンロツド
４に対する負荷が少ないかあるいは無い場合に
は、空気圧が直接液体に伝播して、ロツド側ピス
トン室５の液圧が高圧になる。しかし、エアハイ
ドロコンバータ６の液室８は、上部の空気室９が
切換弁SVを介して大気に開放されているので、
絞り弁７を境にして液圧に大きな差が生じる。こ
の圧力差のため、絞り弁７を通過して液室８に流
入する高圧液体は急激に膨張され、溶けていた空
気が、気泡となつて現われる。この気泡を含もだ
液体がピストン後退時にロツド側ピストン室５に
導入されると、液体の非圧縮性が損なわれている
ので、ピストン動作を確実に制御することができ
なくなる。また、気泡の発生で液体の見掛けの体
積が膨張するので、液体がエアハイドロコンバー
タ６から切換弁SVに逆流して噴出するおそれが
ある。

このような問題の解決策として、気泡の発生に
対しては、空圧シリンダ１のピストン往復動サイ
クルの時間を長くして、エアハイドロコンバータ
６内の空気室９に気泡を上昇させて排出してい
る。しかし、往復動サイクルの時間が短かい場合
には、気泡を完全に排出できないので使用目的が
限定されていた。また、体積の増加に対しては、
液室の容積を増大すれば良いが、エアハイドロコ
ンバータ６が大型化して取扱いに不便を来すこと
になる。

（考案の具体的目的） 本考案は、このような問題を解決するものであ
り、絞り弁を挾んでシリンダ側の液体とエアハイ
ドロコンバータ側の液体との間に圧力差と小さ
く、かつエアハイドロコンバータ側の液圧を低く
することにより、液体の急激な膨張による気泡の
発生を防止することを目的とする。

(b) 考案の構成 この目的を達成するために本考案は、液室が絞
り弁を介してシリンダに接続され、前記液室上部
の空気室に印加される空気圧によつて前記シリン
ダに圧力液体を供給するエアハイドロコンバータ
において、上記空気室に圧力制御弁を接続すると
共に、該圧力制御弁の圧力作用室を弁体と連動す
る圧力応動体で仕切り、一方の圧力作用室には圧
力応動体を開弁方向へ変位させるように、前記空
気室の空気を導入し、かつ弾性手段を設けると共
に、他方の圧力作用室には圧力応動体を閉弁方向
へ変位させるように、前記シリンダと絞り弁間の
圧力液体を導入する構成を採つている。

この構成によれば、無負荷状態等におけるシリ
ンダの排液動作時に、シリンダと絞り弁間の液圧
が上昇すると、液体は絞り弁で液室への流入を規
制されているため、液室の液面が上昇して空気が
圧力制御弁を介して大気に排出される前に、その
液圧が圧力制御弁の圧力応動体に作用して、閉弁
方向へ変位させ弁が閉じられる。このため、空気
の排出が止められて空気室の圧力が上昇し、液室
の液圧を上昇させてシリンダと絞り弁間の液圧に
近づける。

空気圧が上昇してシリンダと絞り弁間の液圧に
近づくと、ダイヤフラムに開弁方向に加えられる
弾性手段と相俟つて、空気圧がシリンダと絞り弁
間の液圧より大となる前に圧力応動体は開弁方向
へ変位され、弁が開放されて空気を排出する。空
気が排出されて、弁室と連通された圧力作用室の
空気圧と弾圧力の合力が他方の圧力作用室の液圧
より小さくなると、圧力応動体が閉弁方向に変位
されて閉弁する。したがつて、空気圧は弾圧力だ
けシリンダと絞り弁間の液圧より低く保たれ、そ
の結果、空気室を上部に備えたエアハイドロコン
バータの液室の液圧も、シリンダと絞り弁間の液
圧より弾性手段の弾圧力だけ低く保たれる。

(c) 考案の効果 このように本考案によれば、シリンダに絞り弁
を介して接続されたエアハイドロコンバータは、
無負荷状態等におけるシリンダ排液動作時に、エ
アハイドロコンバータの液室の液圧とシリンダと
絞り弁間の液圧との差を小さく、かつ液室側の液
圧を低く設定することができる。このため、絞り
弁を通過してシリンダより液室に流入する液体
は、圧力差が小さいため急激な膨張に晒されるこ
とはない。従つて、溶けていた空気が気泡となつ
て現われるのを防止することができる。そのた
め、見掛けの体積が膨張してエアハイドロコンバ
ータから溢れたり、液体の非圧縮性が失なわれ
て、シリンダの制御が不確実になるおそれもな
い。

(d) 考案の実施例 次に本考案の一実施例を図に基づいて詳細に説
明する。第２図は本考案によるエアハイドロコン
バータを備えた空圧シリンダの断面図である。図
において、第１図と同じ部分には同一符号が付し
てある。即ち、シリンダ１のヘツド側ピストン室
３は切換弁SVを介して空気圧源Ａに接続され、
ロツド側ピストン室５は、絞り弁７を介してエア
ハイドロコンバータ６の液室８に接続されてい
る。液室８の上部は、空気室９となつており、従
来は切換弁SVを介して空気圧源Ａに接続されて
いたが、本考案においては圧力制御弁PV₁を介在
している。圧力制御弁PV₁は、本体１０の２つの
流通孔１１，１２間に弁室１３を備えている。こ
の弁室１３内に流通孔１２を開閉する弁１４を備
えており、流通孔１１は前記空気室９に、流通孔
１２は切換弁SVを介して前記空気圧源Ａに接続
されている。本体１０内には、前記弁室１３と共
に、圧力作用室１５が設けられており、圧力応動
体であるダイヤフラム１６によつて２つに仕切ら
れている。ダイヤフラム１６で２つに仕切られた
左側の圧力作用室１５Ｌには、シリンダ１のロツ
ド側ピストン室５と絞り弁７間のシリンダ排出液
体が導入され、右側の圧力作用室１５Ｒは連通孔
１７によつて弁室１３に連通させて空気室９の排
出空気が導入される。そして、圧力作用室１５
Ｌ，１５Ｒを仕切るダイヤフラム１６は、弁棒１
８で弁体１４と連結され、右側の圧力作用室１５
Ｒの空気圧と共に開弁方向に作用するスプリング
１９を備えている。一方、左側の圧力作用室１５
Ｌに流入する液体は、ダイヤフラム１６を閉弁方
向へ変位させる。

第２図の状態において、シリンダ１のヘツド側
ピストン室３に空気圧源Ａから圧縮空気を供給す
ると、ピストン２は押されてピストンロツド４を
矢印a₁方向に前進させる。このとき、ピストンロ
ツド４に対する負荷が少ないか、あるいは無い場
合、液圧は絞り弁７を境にして液室８側よりシリ
ンダ１側が高圧となる。その圧力は、圧力制御弁
PV₁の左側の圧力作用室１５Ｌに作用し、スプリ
ング１９のバネ圧に抗してダイヤフラム１６を閉
弁方向に変位させ、弁棒１８を介して弁体１４を
流通孔１２に押圧し、空気の流出を阻止する。こ
のため、空気の排出が止められた空気室９の圧力
は上昇し、液室８の液圧も上昇する。液室８側の
液圧の上昇により、シリンダ１の排出液体の液圧
との差が小さくなり、絞り弁７を通過した液体の
急激な膨張は起らず、溶けている空気と気泡とな
ることもない。

液室８の液圧は、シリンダ１の排出液体の液圧
より高くなるとシリンダ１が作動しなくなるの
で、少し低い圧力に維持される。即ち、ダイヤフ
ラム１６は右側の圧力作用室１５Ｒの空気圧とス
プリング１９のバネ圧で弁体１４を開弁方向へ変
位させるので、空気圧がシリンダ１の排出液体の
液圧と同圧になる前に、弁体１４が開放されて流
通孔１１，１２が連通し、圧力が放出される。し
たがつて、空気圧はスプリング１９のバネ圧だけ
シリンダ１側の液圧より低く保たれ、液室の液圧
もバネ圧だけ低く保たれる。

このように、液室８の液圧はシリンダ１と絞り
弁７間の液圧より少し低く設定されるので、シリ
ンダ１から排出される液体の液圧と液室８の液圧
の差が小さくなり、液室８に流入する液体の急激
な膨張が起らず気泡の発生が防止される。

第３図は第２実施例を示す断面図である。この
実施例においては、ロツド４への負荷が急に無く
なつた場合に、空気室９の圧力を積極的に上昇さ
せるようにしている。即ち、圧力制御弁PV₂の圧
力作用室１５Ｌ，１５Ｒは、第２実施例の圧力作
用室１５Ｌ，１５Ｒと同じ構造となつている。弁
室１３は、流通孔１１から流通孔１２へ向つて形
成された弁座２０によつて、２つの弁室１３Ａ，
１３Ｂに区画されている。この弁座２０に、弁体
１４′の移動方向と同方向へ摺動可能な可動弁体
２１が、押圧バネ２２によつて弾圧されている。
可動弁体２１には、流通孔１２と弁体１４′側の
弁室１３Ａとを連通し、かつ弁体１４′によつて
開閉される弁孔２３があけられている。そして、
弁座２０によつて区画された可動弁体２１側の弁
室１３Ｂには、空気圧の供給孔２４があけられて
いる。

この実施例によれば、通常は可動弁体２１が弁
座２０に当接した状態で、液圧と空気圧の差によ
り弁孔２３が開閉されて、液室８の液圧をシリン
ダ１と絞り弁７間の液圧より少し低く保つて気泡
の発生を防止する。

ピストンロツド４が負荷を受けて矢印a₁方向に
移動中に、負荷が急に無くなると、シリンダ１と
絞り弁７間の液圧は急激に高まり、左側の圧力作
用室１５Ｌに作用して第４図に示すようにダイヤ
フラム１６を矢印a₂方向へ変位させる。この変位
は弁棒１８を介して可動弁体２１に伝えられ、押
圧バネ２２を圧縮して、弁座２０から可動弁体２
１を離間させる。したがつて、弁室１３Ａと弁室
１３Ｂが連通され、供給孔２４に供給されていた
空気圧が流通孔１１を通り空気室９に加えられ
る。そのため、液室８の液圧も急速に上昇されて
流入する流体との圧力差が小さくなり、気泡の発
生が防止される。弁室１３Ａの空気圧が絞り弁７
とシリンダ１間の液圧に近づくと、スプリング１
９のバネ圧が加算されているので、ダイヤフラム
１６は矢印a₃方向へ戻される。可動弁体２１は、
押圧バネ２２によつて弁座２０に当接され、供給
孔２４からの空気圧の供給を遮断する。その後の
動作は、第１実施例と同様にダイヤフラム１６の
変位によつて弁孔２３を開閉し、スプリング１９
の弾圧力だけ液室の液圧を低く保つように動作す
る。

以上のように本考案によれば、エアハイドロコ
ンバータ液室の液圧と、シリンダが排出したシリ
ンダと絞り弁間の液圧との差を小さく、かつ液室
側の液圧をシリンダ側より低く設定することがで
きるので、液室に流入する液体の急激な膨張によ
る気泡の発生を防止することができる。その結
果、気泡による液体の非圧縮性が失なわれるのを
防止して、シリンダの制御を確実にすると共に、
見掛けの太積の膨張による溢流等を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエアハイドロコンバータを備え
た空圧シリンダの断面図、第２図〜第４図は本考
案の実施例を示し、第２図は本考案によるエアハ
イドロコンバータを備えた空圧シリンダの断面
図、第３図は本考案の第２実施例を示す断面図、
第４図は圧力制御弁の断面図である。 図において、１は空圧シリンダ、６はエアハイ
ドロコンバータ、７は絞り弁、８は液室、９は空
気室、１３，１３Ａ，１３Ｂは弁室、１４，１
４′は弁体、１５Ｌ，１５Ｒは圧力作用室、１６
はダイヤフラム、１７は連通孔、１９はスプリン
グ、２０は弁座、２１は可動弁体、PV₁，PV₂は
圧力制御弁、SVは切換弁、Ａは空気圧源である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エアハイドロコンバータ６の液室８が絞り弁７
   を介してシリンダ１に接続され、前記液室上部の
   空気室９に印加される空気圧によつて前記シリン
   ダ１に圧力液体を供給するエアハイドロコンバー
   タにおいて、 前記空気室９に圧力制御弁を接続すると共に、 該圧力制御弁の圧力作用室を、弁体と連動する
   圧力応動体１６で仕切り、 一方の圧力作用室には、圧力応動体１６を開弁
   方向へ変位させるように、前記空気室９を接続し
   て空気を導入すると共に、弾性手段１９を設け、 他方の圧力作用室には、圧力応動体１６を閉弁
   方向へ変位させるように、前記シリンダ１と絞り
   弁７間を接続して、圧力液体を導入することによ
   り、 シリンダ排液時に、エアハイドロコンバータ６
   の空気室９の空気が、大気に排出されるのを抑制
   するように構成されたエアハイドロコンバータ。