JPH0520883Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、流体圧を増圧装置で増圧したうえ
で、その増圧流体によつて流体圧アクチユエータ
を駆動するようにした流体圧アクチユエータ駆動
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、電磁弁による駆動室への圧力流体の給排
により増圧ピストンを駆動して、入力ポートから
の流体圧を増圧して出力ポートから出力させる増
圧装置は、既に知られている。

上記公知の増圧装置は、出力ポートから出力さ
れる流体圧が高いので、負荷の大きい流体圧アク
チユエータ等の駆動に好適であるが、この増圧装
置によつてアクチユエータを駆動するためには、
流体圧アクチユエータに増圧流体を給排するため
の別個の電磁方向切換弁が必要になる。

しかしながら、増圧装置の電磁弁以外に別個の
電磁弁を設置することは、これらを連結する流体
配管や上記電磁方向切換弁への電気配線を必要と
するばかりでなく、２個のソレノイドを必要とす
るためにコスト高になるという問題もある。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、流体圧を増圧する増圧装置と流体圧
アクチユエータに増圧流体を給排する方向切換弁
とを一体化し、流体配管や電気配線を簡素化する
とともに、ソレノイド数を減じてアクチユエータ
駆動装置のコストを低下させることを、解決しよ
うとする問題点とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点の解決のため、本考案は、電磁
弁によるシリンダ内の駆動室への圧力流体の給排
により増圧ピストンを駆動して、入力ポートから
の圧力流体を上記シリンダ内の増圧室で増圧して
出力ポートから出力する増圧装置と、上記出力ポ
ートを入力ポートと排気ポートに切換連通させる
方向切換弁を備えた流体圧アクチユエータの駆動
装置において、上記増圧ピストンをシリンダ内に
おいて増圧ストロークエンドを超えてストローク
可能とし、上記増圧装置に上記電磁弁の駆動を制
御する電気回路を設け、上記シリンダに、増圧ピ
ストンがシリンダの増圧ストロークエンドに達し
たことを検出すると共に、そのストロークエンド
を超えてシリンダのストロークエンドにある状態
をも検出する位置センサを設け、上記電気回路
を、該回路の電源がオンのときに上記位置センサ
からの信号により前記電磁弁を励磁し、増圧ピス
トンが他方のストロークエンドに達したときにそ
の励磁を解除するものとして構成し、上記増圧装
置と一体化した上記方向切換弁を、増圧ストロー
クを超えた増圧ピストンの作用力とその解除とに
よつて、出力ポートを排気ポートと入力ポートと
に切換え連通させる方向切換弁によつて構成して
いる。

［作用］ 電気回路の電源がオフのときは、増圧装置内に
供給された圧力流体によつて、増圧ピストンは増
圧ストロークエンドを超えたオーバーストローク
位置にあるが、回路電源がオフであるから、位置
センサは作動しない。この場合、方向切換弁は、
増圧ピストンの作用力によつて切換えられた状態
にある。

電気回路の電源をオンにすると、位置センサが
増圧ピストンを検出して電気回路に信号を出力
し、これによつて電磁弁が励磁されてピストンが
ストロークし、それに伴う作用力の解除によつて
方向切換弁は他の切換位置に切換わる。

ピストンが増圧ストロークの他端位置に到達す
ると、電磁弁の励磁が解除されるので、ピストン
は反転する。

上記増圧ピストンの反対方向ストロークにおい
ては、増圧ストロークエンドにおいて作動状態に
ある位置センサが信号を出力するので、これによ
つて電磁弁が励磁され、ピストンはオーバースト
ロークすることなく反転する。したがつて、方向
切換弁はその切換状態を保持し、回路電源がオン
の間は、ピストンは上記増圧ストロークを反復す
る。

電磁回路の電源をオフにすると、電磁弁の励磁
が解除されるとともに、位置センサが非作動状態
になるので、増圧ピストンは増圧装置に供給され
た圧力流体によつてシリンダのストロークエンド
に達し、その増圧ピストンの作用力によつて方向
切換弁が切換えられる。

［実施例］ 第１図は本考案の第１実施例の概略説明図を示
し、この流体圧シリンダ駆動装置１は、単動形流
体圧シリンダ２等のアクチユエータを駆動するた
めの増圧空気を出力する増圧装置３と、上記流体
圧シリンダ２に増圧空気を給排するための３ポー
ト形の方向切換弁４よりなり、増圧装置３は、ピ
ストンポンプ５、該ピストンポンプを駆動するた
めの圧力空気を給排する電磁弁６、該電磁弁に動
作信号を出力する電気回路７及び電気回路７にオ
フ信号を出力する位置センサ８を備えている。

第２図は、上記第１実施例の具体的な構造を示
し、増圧装置３におけるピストンポンプ５は、シ
リンダ１０の一端近くに入力ポートＰ、出力ポー
トＡ及び排気ポートＲを有し、シリンダ２の他端
はカバー１１で閉鎖されて、内部に上記ポート側
の小径の増圧室１２とカバー側の大径の駆動室１
３とが形成され、両室１２，１３内に摺接する異
径部分をもつた増圧ピストン１４が摺動可能に挿
入されており、増圧ピストンの先端付近の外周に
は、磁石１５が取付けられている。また、シリン
ダ１０には、磁石１５の位置を検知して上記電気
回路７に信号を出力する位置センサ８が取付けら
れているが、この位置センサ８は、増圧ピストン
１４がシリンダ２のストロークエンドよりも若干
手前の増圧ストロークエンド（鎖線位置）に達し
たときに、その位置を検出するように配設されて
いる。上記電気回路７及び位置センサ８は、シリ
ンダ１０と一体にモールドされている。

上記入力ポートＰには流体の流入のみを許容す
る入口チエツク弁１６が、出力ポートＡには流体
の流出のみを許容する出口チエツク弁１７が設け
られ、ポートＰ，Ａはこれらのチエツク弁１６，
１７を介して増圧室１２に連通されており、室１
２，１３間の呼吸室には呼吸ポート１８が開設さ
れている。

上記入口チエツク弁１６と増圧室１２とを連通
させる通路及び出力ポートＡと排気ポートＲを連
通させる通路には、これらの通路を交互に開閉す
る供給遮断弁２０と排気弁２１をプツシユロツド
２２によつて一体に移動可能に設けることによ
り、上記方向切換弁４が形成されており、該方向
切換弁４におけるプツシユロツド２２は、復帰ス
プリング２３の付勢力によつて、供給遮断弁２０
を開放して排気弁２１を閉鎖する位置に付勢さ
れ、増圧室１２内に突出した先端は上記位置セン
サ８による増圧ピストン１４の検出位置よりもポ
ート側に位置している。而して、上記入力ポート
Ｐは圧力空気源に、出力ポートＡは流体圧シリン
ダ２の空気の給排口に連通されるもので、排気ポ
ートＲは外気に連通している。

カバー１１に取付けられた電磁弁６は、電磁部
２５ａの励磁によつて可動鉄心２５ｂを吸着し、
この可動鉄心２５ｂに棒杆２５ｃの先端を衝合さ
せている弁体２５ｄにより弁入力口２６と弁出力
口２７の連通を遮断すると共に、棒杆２５ｃの周
囲に形成された流路を経て弁出力口２７に連通す
る弁室２５ｅを可動鉄心上の弁体２５ｆの開弁に
より弁排気口２８に連通させ、電磁部２５の励磁
解除により、図示のように弁入力口２６と弁出力
口２７が連通して弁出力口と弁排気口２８の連通
を遮断する３ポート電磁弁として構成されてお
り、弁入力口２６は入力ポートＰに連通し、弁出
力口２７は駆動室１３に連通している。

上記電気回路７は、該回路の電源のオンによつ
て作動状態となる位置センサ８が、増圧ピストン
１４の位置を検出して信号を出力することにより
電磁部２５を励磁し、回路中のタイマの設定時間
経過後に電磁部２５の励磁を解除するものとして
構成されており、上記タイマは増圧ピストン１４
が図示の右方向ストローク端に到達したときに電
磁部の励磁を解除するような時間に設定されてい
る。

また、位置センサ８は、前述したように、増圧
ピストン１４が第２図に鎖線で示す増圧ストロー
クエンドに達したときに、その位置を検出する
が、増圧ピストン１４が増圧ストロークエンドを
越えて、プツシユロツド２２を押圧することによ
り供給遮断弁２０及び排気弁２１を切換たストロ
ークエンドにおいても、電気回路７の電源がオン
になれば、位置検出の信号を出力するように構成
されている。

次に、上記第１実施例の作動を説明する。

電気回路７の電源がオフのときは、電磁部２５
の励磁が解除されて、入力ポートからの圧力空気
が弁入力口２６、弁出力口２７を通つて駆動室１
３に供給されている。したがつて、増圧ピストン
１４は室１２，１３の径差によつて図において左
方向に摺動し、位置センサ８が電源のオフによつ
て作動しないので、シリンダのストロークエンド
まで摺動して、プツシユロツド２２を押圧し、こ
れによつて方向切換弁４における供給遮断弁２０
が閉鎖して排気弁２１が開放し、ポートＡ，Ｒが
連通してポートＡ，Ｐの連通が遮断されている。

この上態で電源をオンにすると、作動状態とな
る位置センサ８がストロークエンドにある増圧ピ
ストン１４を検出して電気回路７に信号を出力す
るので、それに伴う電磁部２５の励磁によつて駆
動室１３の空気が排出され、プツシユロツド２２
が復帰スプリング２３の付勢力により摺動して方
向切換弁４を切換え、増圧室１２に入力ポートＰ
からの圧力空気が供給されるので増圧ピストン１
４は図において右動する。

増圧ピストン１４が図示のストローク他端位置
に到達する頃には、タイマによつて電磁部２５の
励磁が解除されるので、駆動室１３に圧力空気が
供給され、増圧ピストン１４は反転駆動される。

上記ピストンの反転ストロークにおいては、作
動状態にある位置センサ８が増圧ピストン１４の
増圧ストロークエンドを検出して信号を出力する
ことにより電磁部２５が励磁されるので、増圧ピ
ストン１４はその増圧ストロークエンドから反対
方向にストロークする。したがつて、プツシユロ
ツド２２が押圧されないので、方向切換弁４はポ
ートＰ，Ａがチエツク弁１６，１７を介して連通
する位置を保持しており、電源がオンの間は、ピ
ストンは上述の増圧ストロークを反復して増圧空
気を出力ポートＡから出力している。

電源をオフにすると、電磁部２５の励磁が解除
され、位置センサ８が非作動状態になるので、増
圧ピストン１４は駆動室１３に供給される流体圧
によつてシリンダのストロークエンドに達し、こ
れによつてプツシユロツド２２が押圧されるの
で、方向切換弁４がポートＡ，Ｐの連通を遮断し
てポートＡ，Ｒが連通する位置に切換わる。

したがつて、電気回路７の電源をオン・オフさ
せることにより、流体圧シリンダ２を駆動するこ
とができる。

第３図は、単動形流体圧シリンダ２を駆動する
シリンダ駆動装置の第２実施例を示し、増圧装置
３０におけるピストンポンプ３１のシリンダ３２
は、増圧ピストン３３の増圧ストローク両端位置
を検出する２個の位置センサ３４，３５を備えて
いる。

方向切換弁３６を構成するポートＰ，Ａを連通
する通路中の供給遮断弁３７及びポートＡ，Ｒを
連通する通路中の排気弁３８は、プルロツド３９
によつて一体に連結され、該プルロツド３９はピ
ストン３３の中空部内に脱け出し不能に突出して
おり、増圧ピストン３３の増圧ストローク中は復
帰スプリング４０の付勢力により供給遮断弁３７
が開放して排気弁３８が閉鎖する切換位置を保持
しているが、増圧ピストン３３が増圧ストローク
を超えると、該ピストンによつてプルロツド３９
が引張られて、供給遮断弁３７が閉鎖すると共に
排気弁３８が開放するように構成されている。

一方、電気回路４２は、位置センサ３４の出力
信号により電磁弁４３の電磁部４４を励磁し、弁
入力口４５と弁出力口４６を連通して弁排気口４
６を閉鎖し、位置センサ３５の出力信号により電
磁部４４の励磁を解除し、弁出力口４６と弁排気
口４７を連通して弁入力口４５を閉鎖するものと
して構成され、そして上記位置センサ３４，３５
は電気回路４２の電源のオンによつて作動状態と
なり、位置センサ３４は増圧ピストン３３が図に
示す増圧ストロークエンドに達したときに信号を
出力するが、これを越えたシリンダのストローク
エンドにある状態においても、電気回路４２にお
ける電源のオンにより信号を出力するように配設
されている。

なお、増圧装置３０の他の構成は、第１実施例
と同じであるから、図中同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。

次に、上記第２実施例の作動を説明する。

電気回路４２の電源がオフのときは、位置セン
サ３４，３５がいずれも作動しないので、電磁弁
４４の励磁が解除された状態にあり、入力ポート
Ｐを通つて増圧室１２に供給された圧力空気によ
つて増圧ピストン３３が増圧ストロークを超えて
ストロークするため、増圧ピストンによりプルロ
ツド３９が引張られ、方向切換弁３６はポート
Ｐ，Ａ間の連通が遮断され、ポートＡ，Ｒが連通
する切換位置にある。

この状態で電気回路４２の電源をオンにする
と、それによつて作動状態となつた位置センサ３
４がシリンダのストロークエンドにある増圧ピス
トン３３を検出して電気回路４２に信号を出力す
るので、それにより電磁部４３が励磁されて駆動
室１３に圧力空気が供給され、増圧ピストン３３
が図において左動し、これによつて、方向切換弁
３６は復帰スプリング４０の付勢力でポートＡ，
Ｐがチエツク弁１６，１７を介して連通し、ポー
トＡ，Ｒ間の連通が遮断される図示の位置に切換
わる。

増圧ピストン３３が左方向ストロークエンドに
到達すると、位置センサ３５が電気回路４２に信
号を出力して電磁弁４３の励磁が解除され、駆動
室１３が大気に開放するので、増圧室１２に供給
される圧力空気によつて増圧ピストン３３は図に
おいて右動する。

このピストンの反転ストロークにおいては、作
動状態にある位置センサ３４が増圧ピストン３３
のストロークエンドを検出して信号を出力するこ
とにより電磁部４３の励磁が解除されるので、増
圧ピストン３３はシリンダのストロークエンドま
で達することなく反対方向にストロークする。し
たがつて、プルロツド３９に引張力が作用しない
ので、方向切換弁３６はポートＰ，Ａが連通する
位置を保持しており、電源がオンの間は、ピスト
ンは上述の増圧ストロークを反復して増圧空気を
出力ポートＡから出力する。

電源をオフにすると、位置センサ３４，３５が
非作動状態になり、電磁部４３の励磁が解除され
るので、増圧ピストン３３は増圧室１２に供給さ
れる流体圧によつてシリンダのストロークエンド
に達し、これによつてプルロツド３９が引張られ
るので、方向切換弁３６がポートＡ，Ｐの連通を
遮断し、ポートＡ，Ｒが連通する位置に切換わ
る。

第４図は、本考案の第３実施例の概略説明図を
示し、この流体圧シリンダ駆動装置５１は、複動
形流体圧シリンダ５２を駆動する増圧装置５３と
上記流体圧シリンダ５２に増圧空気を給排するた
めの５ポート形の方向切換弁５４よりなり、増圧
装置５３は、ピストンポンプ５５、該ピストンポ
ンプを駆動するための圧力空気を給排する電磁弁
５６、該電磁弁５６に動作信号を出力する電気回
路５７及び電気回路５７に信号を出力する位置セ
ンサ５８，５９を備えている。

第５図は、上記第３実施例の具体的構成を示
し、増圧装置５３におけるピストンポンプ５５
は、シリンダ６０の一端近くに入力ポートＰ、出
力ポートＡ，Ｂ並びに排気ポートＲを備えてい
る。

供給ポートＰと出力ポートＡを連通する通路中
の供給遮断弁６２及び出力ポートＡと排気ポート
Ｒを連通する通路中の排気弁６３は、プルロツド
６４によつて一体に連結されて上記シリンダ６０
内を摺動する増圧ピストン６１の中空部内に脱け
出し不能に突出しており、復帰スプリング６５の
付勢力によつて供給遮断弁６２を開放して排気弁
６３を閉鎖するように付勢されている。

一方、出力ポートＢを入力ポートＰと排気ポー
トＲとに連通する通路には、これらの通路を交互
に開閉する給排弁６７が設けられており、該給排
弁６７のロツドは、復帰スプリング６５より付勢
力の小さいスプリング６８によつて、プルロツド
６４の端部の孔に摺動可能に挿入されている。そ
して、上記供給遮断弁６２、排気弁６３及び給排
弁６７によつて方向切換弁５４が構成されてい
る。

上記電気回路５７は、増圧ストロークエンドに
おいて出力される位置センサ５８の信号によつて
電磁弁５６の電磁部７０を励磁し、弁入力口７１
と弁出力口７２を連通させるとともに弁排気口７
３を閉鎖し、他方の増圧ストロークエンドにおい
て出力される位置センサ５９の信号によつて電磁
部７０の励磁を解除し、弁出力口７２と弁排気口
７３を連通させ、弁入力口７１を閉鎖するものと
して構成されている。また、上記位置センサ５
８，５９は、第２実施例と同様に電気回路５７の
電源のオンによつて作動状態となるが、位置セン
サ５８は、増圧ピストン６１が図に示す増圧スト
ロークエンドを超えたシリンダのストロークエン
ドにある状態においても、電気回路５７の電源の
オンにより信号を出力するものとして構成されて
いる。

次に、上記第３実施例の作動を説明する。

電気回路５７の電源がオフのときは、位置セン
サ５８，５９がいずれも非作動状態にあるから、
電磁弁５６の励磁が解除されて入口ポートＰを通
つて増圧室１２に供給された圧力空気により増圧
ピストン６１がシリンダのストロークエンドに達
し、これによつてプルロツド６４が引張られるの
で、方向切換弁５４はポートＰ，Ａ、ポートＢ，
Ｒの連通を遮断してポートＰ，Ｂ、ポートＡ，Ｒ
が連通する切換位置にある。なお、出力ポートＢ
から出力される流体圧は増圧されたものではな
い。

この状態で電気回路５７の電源をオンにする
と、それによつて作動状態となる位置センサ５８
が増圧ピストン６１を検出して電気回路５７に信
号を出力するので、電磁部７０が励磁されて駆動
室１３に圧力空気が供給され、増圧ピストン６１
は図において左動し、方向切換弁５４は復帰スプ
リング６５の付勢力によつてポートＰ，Ａとポー
トＢ，Ｒが連通し、ポートＡ，Ｒ及びポートＰ，
Ｂ間の連通が遮断される図示の位置に切換わる。

増圧ピストン６１が左方向ストロークエンドに
到達すると、位置センサ５９が電気回路５７に信
号を出力して電磁弁５６の励磁が解除されるの
で、増圧室１２に供給される圧力空気によつて増
圧ピストン６１は図において右動する。

上記ピストンの反転ストロークにおいては、増
圧ピストン６１は、位置センサ５８の信号によつ
て、第２実施例と同様にオーバーストロークする
ことなく、増圧ストロークエンドにおいて反転す
るため、方向切換弁５４は常に上記切換位置を保
持し、電源オンの間は、ピストンは増圧ストロー
クを反復して増圧空気を出力ポートＡから出力し
ている。

電源をオフにすると、増圧ピストン６１は第２
実施例と同様にシリンダのストロークエンドに達
してプルロツド６４を引張り、方向切換弁５４が
ポートＰ，Ａ及びポートＢ，Ｒの連通を遮断して
ポートＰ，Ｂ及びポートＡ，Ｒが連通する切換位
置に復帰する。

［考案の効果］ 本考案においては、圧力流体を増圧出力する増
圧装置と流体圧アクチユエータに増圧流体を給排
する方向切換弁とを一体としたので、両者間の流
体配管が不用になつて配管を簡素化することがで
きる。

また、増圧装置と一体にした方向切換弁を、増
圧装置のピストンの動作で切換えることによつて
方向切換弁のソレノイドを不用としたので、駆動
装置への電気配線が簡単になるばかりでなく、ソ
レノイドの数を減じて装置のコストを低下させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の構成図、第２図
は同上縦断正面図、第３図は本考案の第２実施例
の縦断正面図、第４図は本考案の第３実施例の構
成図、第５図は同上縦断正面図である。 １，５１……シリンダ駆動装置、３，３０，５
３……増圧装置、４，３６，５４……方向切換
弁、６，４３，５６……電磁弁、７，４２，５７
……電気回路、８，３４，５８……位置センサ、
１２……増圧室、１３……駆動室、１４，３３，
６１……増圧ピストン、Ｐ……入力ポート、Ａ…
…出力ポート、Ｒ……排気ポート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電磁弁によるシリンダ内の駆動室への圧力流体
   の給排により増圧ピストンを駆動して、入力ポー
   トからの圧力流体を上記シリンダ内の増圧室で増
   圧して出力ポートから出力する増圧装置と、上記
   出力ポートを入力ポートと排気ポートに切換連通
   させる方向切換弁を備えた流体圧アクチユエータ
   の駆動装置において、 上記増圧ピストンをシリンダ内において増圧ス
   トロークエンドを超えてストローク可能とし、 上記増圧装置に上記電磁弁の駆動を制御する電
   気回路を設け、 上記シリンダに、増圧ピストンがシリンダの増
   圧ストロークエンドに達したことを検出すると共
   に、そのストロークエンドを超えてシリンダのス
   トロークエンドにある状態をも検出する位置セン
   サを設け、 上記電気回路を、該回路の電源がオンのときに
   上記位置センサからの信号により前記電磁弁を励
   磁し、増圧ピストンが他方のストロークエンドに
   達したときにその励磁を解除するものとして構成
   し、 上記増圧装置と一体化した上記方向切換弁を、
   増圧ストロークを超えた増圧ピストンの作用力と
   その解除とによつて、出力ポートを排気ポートと
   入力ポートとに切換え連通させる方向切換弁によ
   つて構成した、 ことを特徴とする流体圧アクチユエータの駆動装
   置。