JPH022964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、アクチユエータからの排気圧をアキ
ユムレータに回収、蓄積する排気圧回収装置に関
する。

［従来の技術］ 空気圧によつて駆動する従来のシリンダ駆動系
においては、高圧空気源からの圧縮空気を方向切
換弁を介してシリンダに送給することによりそれ
を駆動し、該駆動または復帰に伴つてシリンダか
ら排出される空気は、上記方向切換弁を介して大
気に排出している。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来のシリンダ駆動系において、シリンダ
の駆動、復帰に伴つて該シリンダから排出される
空気は、圧力即ち多量のエネルギーを持つている
ため、そのまま大気中に放出するのは省エネルギ
ーの観点から問題がある。

しかしながら、シリンダから排出される空気を
単に回収、蓄積するだけでは、それが背圧となつ
て、シリンダの駆動に支障をきたすことになる。

本考案は、アクチユエータから排出される排気
の一部をアキユムレータに回収、蓄積して、その
エネルギーの有効利用を可能ならしめると共に、
その回収にあたり、アキユムレータに回収、蓄積
された排気が、アクチユエータの背圧とならない
ようにすることを、解決すべき問題点とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、高圧空気源からの圧縮空気を切換弁
を介してアクチユエータに供給することにより該
アクチユエータを駆動するアクチユエータ駆動系
において、上記切換弁を介してアクチユエータか
ら排出される排気の流路に回収弁を介してアキユ
ムレータを接続し、該回収弁を、上記排気の流路
に接続する排気入口ポート、アキユムレータに接
続する回収ポート及び大気に連通する排出ポート
の３ポートと、排気圧とアキユムレータ圧力との
圧力差が大きい間は該排気入口ポートを上記回収
ポートに連通させ、排気圧とアキユムレータ圧力
との圧力差が小さくなつたときに上記排気入口ポ
ートを上記排出ポートに連通するように自動的に
切換える切換機構とによつて構成し、それによつ
て上記問題点を解決した。

［作用］ 方向切換弁の切換えによるアクチユエータの駆
動または復帰に伴つてアクチユエータから排出さ
れる排気が、回収弁における排気入口ポートに送
給され、この回収弁においては、アクチユエータ
の作動初期における排気圧とアキユムレータ圧力
との圧力差が大きい間は入口ポートが回収ポート
に連通し、該回収ポートを通じて排気がアキユム
レータに回収蓄積され、アクチユエータの作動後
期に排気圧とアキユムレータ圧力との圧力差が小
さくなると、入口ポートからの流路が排出ポート
へ切換えられるため、排気は大気に放出され、背
圧による出力の低下が防止される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明するに、第１図において、１は複動シリンダ
駆動系のシリンダ駆動部、２は該シリンダ駆動部
１からの排気を回収、蓄積する回収部を示してい
る。

上記シリンダ駆動部１は、複動シリンダ３、該
複動シリンダ３を駆動する高圧空気源４及びこれ
らの間の流路を切換える方向切換弁５を備え、該
方向切換弁５により、複動シリンダ３のヘツド側
流路６及びロツド側流路７と、高圧空気源４に連
通する給気流路８及び排気流路９との間を選択的
に切換えるように構成している。

また、上記回収部２は、シリンダ駆動部１から
の排気を回収するために上記排気流路９に接続さ
れた回収弁１０と、該回収弁１０を介してその回
収ポート側に接続したアキユムレータ１１とを備
え、該回収弁１０は、上記排気流路９に接続する
排気入口ポート１２と、アキユムレータ１１に接
続する回収ポート１３と、大気に連通させる排出
ポート１４との３ポートと、排気が高圧の間、即
ち、シリンダの作動初期において排気圧がそれよ
りも十分低圧に設定されているアキユムレータに
流入し始めてまだそれほど低圧化しておらず、且
つアキユムレータ圧力がそれほど上昇していない
状態において、排気圧とアキユムレータ圧力との
圧力差が大きい間は、該排気入口ポート１２を上
記回収ポート１３に連通させ、排気の圧力が低下
したとき、即ち、シリンダの作動後期において排
気圧がアキユムレータへの流入によつて初期圧よ
りも低圧化し、且つアキユムレータ圧力がやや上
昇した状態において、排気圧とアキユムレータ圧
力との圧力差が小さくなつたときに、上記排気入
口ポート１２を上記排出ポート１４に連通するよ
うに自動的に切換える切換機構とで構成してい
る。この回収弁１０における流路の切換機構は、
後述するように、各種の機構を採用することがで
きる。

第２図の実施例は、シリンダ駆動部１が単動シ
リンダ駆動系の場合を示すもので、該シリンダ駆
動部１には、単動シリンダ１５、高圧空気源４及
び方向切換弁１６を備え、該方向切換弁１６によ
り単動シリンダ１５のヘツド側流路１７を高圧空
気源４に連通する給気流路１８または排気流路１
９に選択的に切換えるように構成している。

而して、この実施例における回収部２は第１図
の実施例におけるそれと同様である。

なお、ここでは一般的な複動及び単動シリンダ
駆動系の場合について説明したが、本考案は、高
圧空気源からの圧縮空気を切換弁を介してアクチ
ユエータに供給することにより該アクチユエータ
を駆動するアクチユエータ駆動系に対して適用で
きるものである。

このような構成を有する排気圧回収装置におい
ては、方向切換弁の切換えによるシリンダの駆動
または復帰に伴つてシリンダから排出される排気
が回収弁１０における排気入口ポート１２に送給
され、回収弁１０においては、排気が高圧の間は
入口ポート１２が回収ポート１３に連通し、排気
の低圧化に伴つて入口ポート１２からの流路が排
出ポート１４へ切換えられるため、高圧の排気が
排出されている間はそれが回収ポート１３を通じ
てアキユムレータ１１に回収蓄積され、入口ポー
ト１２の圧力が一定の切換圧に達したときには、
低圧化した排気が大気に放出される。従つて、シ
リンダの一行程ごとにその排気の一部がアキユム
レータ１１に回収される。

アキユムレータ１１は、シリンダ駆動系の規
模、回収した排気の用途等に応じてその容積や形
態を選定し、必要に応じて可変容積タイプ等の調
整機構を付設することができる。また、このよう
にしてアキユムレータ１１に回収、蓄積した圧縮
空気は、 (イ) 信号エアー系や出力を要しないシリンダ駆動
系等、低圧エアーを作動媒体とする系の空気圧
源、 (ロ) 高圧空気源系統の空冷等の冷却用エアー源、 (ハ) コンプレツサで昇圧して再びシリンダ駆動部
に循環させる空気源、 等として用いるのに適している。

前記回収弁としては各種構造のものを採用する
ことができるが、第３図ないし第６図にその構造
例を示す。

第３図の回収弁１０は、入口ポート１２と回収
ポート１３の圧力の対抗による差動切換形のもの
で、入口ポート１２、回収ポート１３及び排出ポ
ート１４を有する弁本体２０内にスプリング２２
で付勢された摺動可能なスプール２１を備え、入
口ポート１２にシリンダからの高圧の排気が送給
されたときには、その圧力によつてスプール２１
がスプリング２２の付勢力及びフイードバツク通
路２３を通じて回収ポート１３に連通する圧力室
２４内のフイードバツク圧に抗して左動せしめら
れ、入口ポート１２と回収ポート１３とがスプー
ル２１内の通孔２５を通じて連通することによ
り、回収ポート１３に接続したアキユムレータに
排気が回収され、また入口ポート１２の圧力がア
キユムレータ内の圧力に近づくと、スプリング２
２の付勢力及びスプール２１の両側に作用する圧
力によつて該スプール２１が図示の位置に押戻さ
れ、回収ポート１３が閉鎖すると共に排出ポート
１４が開口してシリンダから入口ポート１２に送
給される残存エアーが排出ポート１４を通じて大
気に放出されるものである。

第４図の実施例は、ダイヤフラムの背後に任意
の設定圧力（またはスプリングの付勢力等）を作
用させ、入口ポートの圧力との対抗によつて変位
する上記ダイヤフラムにより回収用弁体及び排気
用弁体を動作させる設定形のもので、弁本体２６
内に設けたダイヤフラム２７の背後のパイロツト
圧力室２８に流路２９を通じてアキユムレータ１
１内の圧力を導入しており、入口ポート１２に送
給したシリンダ排気を上記ダイヤフラム２７の下
面に連通孔３０を通じて作用させたとき、その圧
力が高い場合には、ダイヤフラム２７が上動して
該ダイヤフラム２７に連結した回収用弁体３１が
回収ポート１３に通じる回収弁座３２を開口させ
るため、入口ポート１２からの高圧の排気が回収
ポート１３を経てアキユムレータ１１に回収さ
れ、また入口ポート１２に送給される排気が低圧
化すると、ダイヤフラム２７が下動して上記回収
用弁体３１により排気用弁体３３をスプリング３
４の付勢力に抗して下動させるため、該排気用弁
体３３が入口ポート１２を排出ポート１４に連通
させる排気弁座３５を開口させ、それによつて残
留排気が大気に放出される。

第５図の実施例は、入口ポートに送給されるシ
リンダの排気圧力により回収ポート及び排出ポー
トへ通じる流路の弁体を動作させるもので、入口
ポート１２から弁本体３６内に送給される排気が
高圧の場合には、それが排気用弁体３７のピスト
ン部３８に作用して、該弁体３７を調節ねじ３９
に支持されたスプリング４０の付勢力に抗して上
動させることにより、排気用弁体３７を排気弁座
４１に圧接させて排出ポート１４を閉鎖すると共
に、上記高圧の排気がチエツク弁４２を押開いて
入口ポート１２を回収ポート１３に連通させ、ま
た排気が低下した場合には、上記排気用弁体３７
及びチエツク弁４２が図示の状態に復帰し、排気
が入口ポート１２から排出ポート１４を経て大気
に放出される。

さらに、第６図の実施例は、蓄圧室と絞り弁と
を用いることにより入口ポートから回収ポートに
通じる流路を排出ポートに切換える切換時期を調
整可能にしたもので、弁本体４３の入口ポート１
２に送給されるシリンダの排気が高圧の場合に
は、それが入口ポート１２から連絡孔４４及びチ
エツク弁４５を通じて急速に蓄圧室４６に流入
し、ピストン４７は、このシリンダからの高圧の
排気で主弁４９を押圧するため、バイアススプリ
ング４８を介して主弁４９がスプールスプリング
５０の付勢力に抗して駆動せしめられ、入口ポー
ト１２と回収ポート１３との間の弁座５１が開放
して、排気が回収ポート１３に通じてアキユムレ
ータ１１に回収される。

上記各スプリング４８，５０及びピストン復帰
用スプリングの付勢力は、蓄圧室４６の圧力即ち
入口ポート１２の圧力とアキユムレータ１１の圧
力とが一定の圧力差となつたときに主弁４９及び
ピストン４７を復帰させるように設定されてお
り、従つて、入口ポート１２における空気の圧力
が低圧のアキユムレータへの流入により低下する
と、それに伴つて、蓄圧室４６に蓄積された空気
がつまみ５２によつて流量調節可能な絞り弁５３
を経て徐々に流出し、若干の時間経過後に該蓄圧
室４６内の圧力が上記圧力差となるまで低下す
る。そのため主弁４９が復帰し、入口ポート１２
に流入するシリンダ排気が排出ポート１４から排
出される。

この実施例によると、蓄圧室４６の容積の選択
と、つまみ５２による絞り弁５３の流量の調整に
よつて、蓄圧室の圧力が低下する時間を適宜変更
することができる。

［考案の効果］ 本考案は、アクチユエータの作動初期において
該アクチユエータから排出される排気が高圧の間
は、該排気を回収弁によつてアキユムレータに回
収蓄積するようにしたので、排気のエネルギーを
有効利用することができ、また、アクチユエータ
の作動後期においては、回収弁を切換えて低圧化
した排気を排出ポートから大気に流出させるよう
にしたので、アキユムレータの圧力がアクチユエ
ータのストローク後半において背圧となることを
防止できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係る排気圧回収装
置の異なる回路例を示す回路図、第３図ないし第
６図はそれに用いるのに適した回収弁の異なる実
施例を示す断面図である。 ４……高圧空気源、１０……回収弁、１１……
アキユムレータ、１２……入口ポート、１３……
回収ポート、１４……排出ポート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧空気源からの圧縮空気を切換弁を介してア
   クチユエータに供給することにより該アクチユエ
   ータを駆動するアクチユエータ駆動系において、
   上記切換弁を介してアクチユエータから排出され
   る排気の流路に回収弁を介してアキユムレータを
   接続し、該回収弁を、上記排気の流路に接続する
   排気入口ポート、アキユムレータに接続する回収
   ポート及び大気に連通する排出ポートの３ポート
   と、排気圧とアキユムレータ圧力との圧力差が大
   きい間は該排気入口ポートを上記回収ポートに連
   通させ、排気圧とアキユムレータ圧力との圧力差
   が小さくなつたときに上記排気入口ポートを上記
   排出ポートに連通するように自動的に切換える切
   換機構とによつて構成したことを特徴とするアク
   チユエータの排気回収装置。