JPH0417815Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、小型、軽量で超高圧を発生させるた
めの増圧装置に関するものである。

〔従来の技術〕

超高圧を発生させるための増圧装置は、種々の
用途に用いられ、例えば本出願人が先に提案した
超高圧噴流によるトンネル掘削工法（特開昭59−
85096号公報参照）において超高圧噴流を得るの
に用いられる。

ところで、従来のこの種の超高圧装置は、その
出力に比べ大型、大重量であり、その構造から軽
量化は困難であつた。このため超高圧噴流による
トンネル掘削工法に使用する高圧水噴射装置にコ
ンパクトに組込むことは不能であつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、超高圧増圧機と油圧発生源である油
圧ポンプの間に中間増圧機を設けて超高圧増圧機
の小型、軽量化を図ると共に、その制御が好適に
行われる増圧装置を提供することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の増圧装置によれば、油圧発生源と超高
圧増圧機との間に中間増圧機を介装し、その中間
増圧機のピストンの動きを検出するために中間増
圧機のロツドの動きを検出するセンサを設け、そ
の中間増圧機は２つのシリンダとそれらのシリン
ダ内を往復動する２つのピストンとそれらのピス
トンを連結するロツドで構成され、それらのシリ
ンダの一方の各室が加圧側であり、他方の各室が
放出側であり、中間増圧機から超高圧増圧機に至
る油圧ラインには中間増圧機の加圧側の圧力で開
くチエツク弁が設けられ、かつ油圧発生源の圧力
が高くなると中間増圧機の放出側の室をドレン
し、そして中間増圧機のロツドの所定位置に位置
したときに閉じる位置修正弁が設けられている。

〔作用効果の説明〕

したがつて中間増圧機は２つのシリンダのうち
の１つで圧油を超高圧増圧機にに送るので、油圧
発生源の約２倍（ピストンロツドの直径分の面積
差がある方向のストローグでは２倍以上）の圧油
を超高圧増圧機に印加できる。そしてリークによ
り中間増圧機と超高圧増圧機との間に位相の差が
生じた場合は、位置修正弁により両者の位相を常
に正しく修正できる。すなわち、この超高圧増圧
機により、例えば水を加圧して超高圧噴流水によ
るトンネル掘削工法における超高圧噴流水を得
る。

油圧ポンプからの圧油を中間増圧することで超
高圧増圧機（超高圧ブースタ）の駆動シリンダを
小径のものとすることができ、超高圧発生側ピス
トンの径と油圧ポンプの発生圧力により種々の圧
力を発生できる。

超高圧増圧機のシリンダが小径のものとなるた
め、超高圧増圧機側に動作の切換検出器（ピスト
ン両端着検出）が設けられないため、中間増圧機
側に超高圧増圧機の動作切換を行うための手段を
設ける。この手段は中間増圧機のロツドの動きを
検出するセンサで中間増圧機のロツドの動きを検
出し、それに基づき超高圧増圧機の動作の切換制
御を行うのである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例につき説
明する。第１図は本考案を実施した油圧回路の一
例を示し、また第２図は一部を断面で示す装置の
外観図である。

第１図および第２図においてモータ３により駆
動される油圧ポンプ２で発生した油圧は、アキユ
ムレータ８に蓄圧されると共に、４ポート３位置
の電磁切換弁９に至り、また分岐されたチエツク
弁１０Ａ、１０Ｂを介して、全体を１１で示す中
間増圧機の室１１Ａおよび１１Ｄにそれぞれ送ら
れる。電磁切換弁９は図示の位置では中立位置を
示しており、図示されていない制御盤の信号によ
り、電磁切換弁９に信号が送られると、電磁切換
弁９は中間増圧機１１の室１１Ｂに圧油を印加し
て、室１１Ｃをタンクポートにドレンする位置
（以下位置イという）および室１１Ｃへ圧油を印
加して、室１１Ｂをタンクポートにドレンする位
置（以下位置ロという）のいずれかに切換えられ
る。なお、室１１Ａ、室１１Ｄはチエツク弁１０
Ａ、１０Ｂを介して常時ポンプ圧力が印加されて
いる。このように中間増圧機１１は２つのシリン
ダ１６Ａ、１６Ｂよりなり、各シリンダのピスト
ン１６Ｃ、１６Ｄは互いにロツド１６Ｅで連結さ
れている。図中５１は連結部であり、後述のセン
サ２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂに位置信号を
与えるものである。

さて、電磁切換弁９を位置イ又は位置ロに作動
させると、中間増圧機１１の室１１Ｂ、１１Ｃの
いずれか一方が加圧され、他方がドレンされ、そ
の結果、電磁切換弁９を経て加圧されているピス
トン側が切換弁９からの圧油およびチエツク弁１
０Ａ又は１０Ｂからの圧油で加圧され、ピストン
の排出側の室１１Ａ又は１１Ｄにはチエツク弁１
０Ａ又は１０Ｂがあるので、ポンプ２から圧油は
印加されないので、ピストンの排出側の室１１Ａ
又は１１Ｄにポンプ発生圧力の約２倍の圧力を発
生する。逆に室１１Ａ、１１Ｄを切換弁９側にす
ると、室１１Ｂ、１１Ｃの加圧面積はピストンロ
ツド径だけ加圧面積が小さいので、この室１１
Ｂ、１１Ｃにはポンプ発生圧力の２倍＋αの圧力
を発生する。すなわち、ポンプの油圧を逆止弁１
０Ａ、１０Ｂを通し、シリンダ１１Ａ、１１Ｄの
ヘツド側に入れた状態でシリンダのロツド側１１
Ｂ、１１Ｃのいずれか片方に、同じ圧力を作用す
ると、作用した側のシリンダのヘツド側は、面積
比が１：２になるため約２倍（ピストンロツドの
面積分があるため約２倍とした）の圧力になる。

中間増圧機１１の室１１Ａ、１１Ｄのいずれか
で加圧された油圧は、パイロツトチエツク弁１２
Ａ、１２Ｄのいずれかを通り、全体を１３で示す
超高圧ブースタ（超高圧増圧機）に印加される。

そして、超高圧ブースタ１３からのドレンはパ
イロツトチエツク弁１２Ｂ、１２Ｃのいずれかを
通つてタンク１へ放出されるものである。

したがつて、これらのパイロツトチエツク弁１
２Ａ〜１２Ｄにはいずれも図示の如くパイロツト
圧が印加されるようになつている。すなわち、パ
イロツトチエツク弁１２Ａ、１２Ｃには室１１Ｂ
からのパイロツトラインが接続され、パイロツト
チエツク弁１２Ｂ、１２Ｄには、室１１Ｃからの
パイロツトラインが接続されている。したがつ
て、室１１Ｂに圧油が供給されるとパイロツトチ
エツク弁１２Ａ、１２Ｃは開き、室１１Ｃに圧油
が印加されると、パイロツトチエツク弁１２Ｂ、
１２Ｄが開く。

そのために、パイロツトチエツク弁１２Ａ、１
２Ｄは電磁切換弁９の加圧側のいずれか一方が開
となり、他方がタンク１に接続されてドレンされ
ることになる。

このように約２倍に増圧された圧油は油圧ライ
ン５０により超高圧ブースタ１３の室１４Ａ、１
４Ｂのいずれか一方の室にはいりピストン１４Ｃ
を作動させ反対側の室の油は油圧ライン５０を通
つてドレンされる。このピストン１４Ｃの作動に
伴い、小径のピストン１５Ａが第１図に左行する
と超高圧室１５Ｃには超高圧が生じ、チエツク弁
３１を通つて油圧ライン３３から図示しない負荷
に印加される。その際に反対側の超高圧室１５Ｄ
にはライン３２からチエツク弁３０を通つて油が
吸引される。そしてピストン１４が右行するとき
に同様に超高圧室１５Ｄから圧油ライン３３に超
高圧が生ずるのである。

このように中間増圧することで超高圧ブースタ
１３の駆動シリンダ１４を小径のものとすること
ができ、超高圧発生側ピストン１５Ａ、１５Ｂの
径と油圧ポンプ２の発生圧力により設定された超
高圧を発生することができる。

超高圧ブースタ１３のシリンダ１４が小径であ
り、かつ、動作切換検出器（超高圧ブースタのピ
ストン両端着検出）が設けられないため、例えば
超高圧ブースタ１３のピストン１４Ｃの動きは所
定のストロークの約80％で切換える。このため中
間増圧機１１のロツドの動きを検出する切換セン
サ２０Ａ、２０Ｂを設け、この切換センサ２０
Ａ、２０Ｂにより中間増圧機１１のロツド５１の
動きを検出し、これにより超高圧ブースタ１３の
動作切換制御を行つている。

しかしながら、中間増圧機１１や超高圧ブース
タ１３のシリンダ１４ではリークを生ずる。その
ために中間増圧機１１と超高圧ブースタ１３とは
相互のピストン位置を修正する必要がある。もし
も両者間にピストンの位相のずれが生じたなら
ば、油圧ポンプ２の吐出圧力は当然のことながら
変動する。

したがつて、油圧ポンプ２に設けたリリーフ弁
４の出口にリリーフ検出圧力スイツチ７を設け、
またその出口にチエツク弁５と流量制御弁６とを
並列に接続してタンク１にドレンさせてある。

このように、油圧ポンプ２の圧力が変化したこ
とをリリーフ検出スイツチ７が検知すれば、中間
増圧機１１の増圧側の室１１Ａ、１１Ｄのうち
で、現在増圧している各室の油をタンク１に放出
するための位置修正弁２２が設けられている。こ
の位置修正弁２２は圧力スイツチからの信号で室
１１Ａ、１１Ｄのいずれかの圧力をドレンする。

中間増圧機１１の放出側の圧力がポンプ圧力よ
り低くなると、チエツク弁１０Ａ、１０Ｂは開
き、ポンプ２からの圧油は室１１Ａ、１１Ｄのい
ずれかに流れるので、不都合である。そのため
に、タンク１に至るドレンライン６０には絞り２
３を設け、チエツク弁１０Ａ、１０Ｂが不要に開
かないようにしてある。

このリークによる中間増圧機１１のピストンの
位置の修正作動は位置修正弁２２で行われる。す
なわち前述の如く、例えば中間増圧機１１の室１
１Ｂ、１１Ｄに圧油が印加されてピストンが左行
した場合、リークにより超高圧ブースタ１３のピ
ストン１４Ｃが右方の端まで移動してしまつて動
かない状態になると、当然のことながらポンプ２
の吐出圧が上昇する。すると、リリーフ弁４が開
き、スイツチ７が作動する。そのとき、位置修正
弁２２が作動しその加圧側の室１１Ａをドレンす
る。その結果、中間増圧機１１のピストンは例え
ば左行でき、位置修正用センサ２１Ａがピストン
のストロークを検知すると、位置修正弁２２は中
立位置に戻る。

すなわち、この位置修正動作は、超高圧ブース
タ１３の通常の動作切換位置２０Ａ、２０Ｂプラ
ス約10％の位置に設けられた位置修正用センサ２
１Ａ、２１Ｂの位置まで中間増圧機１１のピスト
ンを作動させ、位置修正センサ２１Ａ、２１Ｂが
作動すると位置修正弁２２を閉にし通常の動作に
復帰させるのである。

なお、タイロツド３６、５２は繰返し衝撃荷重
が作動するため、時々交換を要す。

その他第１図及び第２図において、３２は被加
圧流体の流入ライン、３３は流出ライン、３０は
流入ライン３２と超高圧ブースタ１３との間に設
けられたチエツク弁、３１は超高圧ブースタ１３
と流出ライン３３との間に設けられたチエツク弁
であり、５０は中間増圧機１１と超高圧ブースタ
１３と結ぶ油圧ラインであり、８はアキユームレ
ータである。

〔考案の効果〕

本考案は、油圧発生源と超高圧増圧機の間に中
間増圧機を介装し、油圧発生源からの原油を中間
増圧機で増圧して超高圧増圧機に供給するように
なつているので、超高圧増圧機の駆動シリンダを
小径とすることができて装置の小径、軽量化を図
ることができ、従来のものに比べ約50％以下の重
量とすることができる。このためこの超高圧増圧
機を組込んだ例えば先に提案した超高圧噴流水に
よるトンネル掘削工法における高圧水噴射装置の
移動運搬が容易になる。

また、超高圧増圧装置の駆動シリンダが小径と
なるため、その動作切換検出器を超高圧装置に設
けられなくなるが、中間増圧機にそのピストンロ
ツドの動きを検出する切換センサを設けて超高圧
増圧機の動きを中間増圧機側で検出して制御する
ことにより、超高圧増圧機の動作切換を支障なく
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る超高圧を発生さ
せるための増圧装置の油圧回路図、第２図は同装
置の一部を断面で示す外観図である。 １……タンク、２……油圧ポンプ、４……リリ
ーフ弁、７……リリーフ検出圧力スイツチ、９…
…電磁切換弁、１０Ａ、１０Ｂ……チエツク弁、
１１……中間増圧機、１２Ａ、１２Ｂ……パイロ
ツトチエツク弁、１３……超高圧ブースタ、１４
……駆動シリンダ、２０Ａ、２０Ｂ……切換セン
サ、２１Ａ、２１Ｂ……位置修正用センサ、２２
……位置修正弁、２３……放出流量制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油圧発生源と超高圧増圧機との間に中間増圧機
   を介装し、その中間増圧機のピストンの動きを検
   出するために中間増圧機のロツドの動きを検出す
   るセンサを設け、その中間増圧機は２つのシリン
   ダとそれらのシリンダ内を往復動する２つのピス
   トンとそれらのピストンを連結するロツドで構成
   され、それらのシリンダの一方の各室が加圧側で
   あり、他方の各室が放出側であり、中間増圧機か
   ら超高圧増圧機に至る油圧ラインには中間増圧機
   の加圧側の圧力で開くチエツク弁が設けられ、か
   つ油圧発生源の圧力が高くなると中間増圧機の放
   出側の室をドレンし、そして中間増圧機のロツド
   の所定位置に位置したときに閉じる位置修正弁が
   設けられていることを特徴とする増圧装置。