JPS63143390A - 空液圧変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えば圧力空気の給気により作動液を吐出す
る空液圧変換装置、特に連続的に作動液吐出出力を発生
することに関するものである。

［従来の技術］ 一次側に圧力空気を給気してピストンを往復動させ二次
側に作動液を発生させる空液圧変換装置として、 例えば第３図は従来の空液圧変換装置の説明図であり、
図においてユは空気圧シリンダ、２は空気圧シリンダチ
ューブ、３は空気圧ピストン、４は空気圧シリンダカバ
、互は液圧シリンダ、６は液圧シリンダチューブ、７は
液圧シリンダカバ、８は液圧ピストン、１０．１１は圧
力空気の吸込みと吐出しを行うボート、１２、１３は作
動液の吸込みと吐出しを行うボート、１４は切換弁、１
５は空気圧源、２０は空気圧ピストン３と液圧ピストン
８を連結するピストンロッドでめる。

従来の空液圧変換装置は上記のように構成され、空気圧
源１５より図示の状態におる切換弁１４を経て供給され
る圧力空気により空気圧ピストン３は矢示Ａの方向へ往
動し、ボート１１よりの圧力空気は切換弁１４を経て大
気へ開放される。

空気圧ピストン３にピストンロッド２０で連結された液
圧ピストン８も同一ストローク液圧シリンダチューブ６
内を往動し作動液をボート１２より吸込み、他方ボート
１３より作動液が吐出される。

切換弁１４を切換えると空気圧源１５よりの圧力空気は
ボート１１へ給気され空気圧ピストン３は矢示Ｂの方向
へ復動し、圧力空気はボート１０より切換弁１４を経て
大気へ開放される。

同時に液圧ピストン８も復動して作動液はボート１３よ
り吸込まれ、他方ボート１２からは作動液が吐出される
。

上記の通り、切換弁１４の切換動作によりボート１２及
び１３には間欠的に作動液が吐出される。然し空気圧ピ
ストン３と液圧ピストン８は受圧面にピストンロッド２
０が連結されているのでそれぞれのピストンの往動時な
らびに復動時に受圧面積と液圧シリンダ互内の容積が異
るので液圧ピストン８の往動及び復動の速度ならびにボ
ート１２及び１３からの作動液の間欠的な吐出量が互い
に相異する。

第４図は従来の他の空液圧変換装置の３１明図を示し、
ユ〜６．１０〜１５は上記従来例と同一であり、２０は
空気圧ピストン３の受圧面に設けられたピストンロッド
、２１は液室、２４は逆止め弁、２６は作動液タンクで
ある。

従来の空液圧変換装置は上記のように構成され、空気圧
ピストン３の受圧面にピストンロッド２０が設Ｃブられ
てその端部は液室２１に位置して液圧シリンダチューブ
６と共に液圧シリンダ互を形成する。液圧シリンダ互は
２つに分岐され一方は逆止め弁２４とボート１２を介し
て作動液タンク２６へ、他方は逆止め弁２４を介して作
動液の吐出を行うボート１３へ接続される。

切換弁１４が図示の状態にて空気圧ピストン３が矢示Ａ
の方向に往動すると同時にピストンロッド２０が往動し
て液室２１の作動液は逆止め弁２４を介してボート１３
より吐出される。

切換弁１４を切換えて空気圧源１５の圧力空気がボート
１１より給気され空気圧ピストン３が矢示Ｂの通り復動
すると、同時にピストンロッド２０も復動し作動液タン
ク２６よりボート１２及び逆止め弁２４を介して液室２
１へ作動液が吸込まれる。

ピストンロッド２０の往動時のみボート１３より作動液
が吐出され、復動時にはボート１２により作動液が吸込
まれる、切換弁１４の切換による空気圧ピストン３の往
復動の内の往動時のみ作動液は吐出される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の空液圧変換装置では、空気圧ピスト
ン３と液圧ピストン８はピストンロッド２０で連結され
ているのでそれぞれのピストンの両面の受圧面積が異な
るので、所定の圧力空気で駆動される時空気圧ピストン
の往動と復動の速度が異なり、更に液圧ピストン８の往
復動による間欠的な作動液の吐出量も相異するのでボー
ト１２及び１３の作動液の吐出特性に差が生ずる。

また間欠的な作動液の吐出量を等しくするために空気圧
ピストン３の受圧面にピストンロッド２０を備え、その
端部に液圧シリンダ互を設けることにより空気圧ピスト
ン３とピストンロッド２０の往動時に常に一定量の作動
液が吐出されるが、何れも間欠的な作動油吐出特性とな
り吐出油の脈動が極めて大きいため精留な油圧制御が行
えないという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で空気圧ピストン３の往復動による、吐出油の脈動の少
い連続的に安定した作動油を吐出する小型軽湿で取付自
在の空液圧変換装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る空液圧変換装置は、液圧シリンダチュー
ブの一端に液圧シリンダカバを有し他端部が空気圧ピス
トンに嵌着してなる液室と液圧シリンダチューブの内面
を１８動する液圧ピストンより成る液圧シリンダと、液
圧ピストンの両方向受圧面に固着し空気圧ピストンと液
圧シリンダカバに１言動し端部は空気圧シリンダカバに
嵌入され液室に連通する中空部を有するロッドと、ロッ
ドの開放端に作動液の吸込と吐出を行うボートと、逆止
め弁より構成されるブリッジ回路を設Ｃブてブリッジ回
路の２端子にボートを他の２端子に作動液タンクと作動
液吐出出力を接続したものである。

［作用］ この発明においては空気圧シリンダ内の空気圧ピストン
の受圧面に液圧シリンダチューブと液圧シリンダカバに
て液室を形成させ、液圧シリンダチューブ内を摺動する
液圧ピストンは両方向の受圧面に中空部を有するロッド
を固着し他端を空気圧シリンダカバに嵌入することによ
り、空気圧ピストンならびに液圧ピストンはそれぞれ両
方向受圧面積が等しくなり空気圧ピストンの往動及び復
動の速度が等しく、液圧ピストンの液圧シリンダチュー
ブ内の摺動によりそれぞれのボートより等しい間欠的な
作動液の吐出量を得て、一方のボートはブリッジ回路の
一辺を経て作動液が吐出され、他方のボートはブリッジ
回路の相対する一辺を経て作動液タンクから作動液が吸
込まれ、作動液の吸込みと吐出しか同時に行われてブリ
ッジ回路から連続的に作動液が吐出される。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す説明図であり、図に
おいてユ〜４．６〜８．１０〜１５は上記従来装置と同
一である。５は液圧シリンダチューブ６の一端に液圧シ
リンダカバ７を有し他端部が空気圧ピストン３に嵌着し
て液室をなし液圧シリンダチューブ６の内面を摺動する
液圧ピストン８より成る液圧シリンダ、９は液圧シリン
ダチューブ６の内面を摺動する液圧ピストン８の両方向
受圧面に固着され他端は空気圧シリンダカバ４に嵌入さ
れる中空部を有するロッド、２４は逆止め弁、２５はブ
リッジ回路、２６は作動液タンク、２７はアキュムレー
タ、２Ｂは出力である。

上記のように構成された空液圧変換装置においては、空
気圧シリンダニの内部を往復動する空気圧ピストン３の
受圧面に円筒状の液圧シリンダチューブ６と液圧シリン
ダカバ７とにより液室を形成し、上記液圧シリンダチュ
ーブ６の内面に摺動する液圧ピストン８はその両方向の
受圧面に液圧シリンダニの内部へ連通する中空部を有す
るロッド９が固着され、ロッド９の両端は空気圧シリン
ダカバ４に嵌入されるので空気圧シリンダニに固定され
、ロッド９の開放端に作動液の吸込みならびに吐出しの
ためのボート１２及び１３が設けられている。

液圧ピストン８へのロッド９の固着位置は液圧ピストン
８の中心部より偏位しても支障ない。

液圧ピストン８はロッド９を１毘動する空気圧ピストン
３の往復動により移動する液圧シリンダチューブ６の内
面を摺動する構造になっており、空気圧！１５の圧力空
気が図示の状態の切換弁１４を経てボート１０へ給気さ
れたとき、両方向の受圧面積の等しい空気圧ピストン３
は矢示Ａの方向へ往動し、ボート１１より吐出される圧
力空気は切換弁１４を経て大気へ開放される。このとき
液圧ピストン８は空気圧シリンダチューブ２の内部に配
置され且つ空気圧シリンダカバ４に両端が固定されてい
るので空気圧ピストン３の往動により液圧シリンダチュ
ーブ６も矢示の方向へ往動する。作動液はボート１２よ
りロッド７の中空部を経て液圧シリンダ５内へ吸込まれ
、液圧ビス上ン８の他方の作動液はボート１３より吐出
される。

つぎに切換弁１４を作動させると、空気圧源１５の圧力
空気は切換弁１４を経てボート１１へ給気され空気圧ピ
ストン３は矢示Ｂの方向へ復動し、ボート１０よりの圧
力空気は切換弁１４を経て大気へ開放される。同時に液
圧シリンダチューブ６も矢示Ｂの方向へ復動するので液
圧ピストン８に対し、作動液はボート１３とロッド９の
中空部を経て液圧シリンダ互の内部へ吸込まれ、他方の
作動液はボート１２より吐出される。

上記の通り、切換弁１４の切換動作により両方向の受圧
面積の等しい空気圧ピストン３は所定の圧力空気にて駆
動されて往復動じ、液圧ピストン８の受圧面に固着され
たロッド９も同一寸法であるので液圧ピストン８の両方
向の受圧面積ならびに最大容積が等しくなり、液圧シリ
ンダチューブ６の内面を摺動することにより、ボート１
２及び１３からそれぞれ吐出される間欠的な作動液の吐
出量ならびに往動及び復動の速度の等しい空液圧変換装
置が１ｑられる。

ボート１′２及び１３の間欠的吐出作動液は４個の逆止
め弁２４より成るブリッジ回路２５の２端子に接続され
、他の２端子は作動液タンクとアキュムレータ２７を経
て出力２８へ接続される。ボート１２及び１３は吸込み
時にはそれぞれ逆止め弁２４を経て作動液タンク２６へ
接続されるが、吐出時には逆止め弁２４を経てアキュム
レータ２７へ接続される。

従ってボート１２及び１３に交互に発生する互いに等し
い間欠的吐出液はブリッジ回路２５により単一出力に変
換され交互にアキュムレータ２７に蓄積されるので、圧
力脈動が除去され平滑化された連続的な作動油が出力２
８に吐出される。

第２図は作動油の吐出特性の一例を示す。

出力２８より吐出される作動液の吐出量は切換弁１４の
切換速度の調節により制御することができる。

更に空気圧シリンダニ内に液圧シリンダ互が配置されて
、液圧シリンダ互の寸法ならびに全体の寸法が小形にで
きるので作動液の管路長も短くでき、液圧ポンプを使用
しないので作動液の発熱量も小さいので作動液量も少な
くできる。

従って取扱いが容易となり各種の用途への適用が計れる
。

空気圧シリンダニのボート１０及び１１より大気へ開放
される圧力空気は断熱膨張を行いその空気温度は著しく
低下し、長時間の使用における液圧回路で発生した熱を
吸収し作動液の発熱を抑制することができる。従って従
来性われていた作動液を冷却器などを用いて冷却する必
要がなくなる。

空気を駆動源としているので液圧ポンプ用の動力電源が
不要で消費電力が小さくできる。

本発明の空液圧変換装置は圧力空気の駆動のみにより作
動液が出力されるので、工作機械の制御などに使用され
る液圧機器のパワーユニットに適用できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明した通り、空気圧シリンダ内の空気
圧ピストン受圧面に形成された液室の液圧シリンダチュ
ーブの内面を、空気圧シリンダカバに両端が固定された
液圧ピストンが空気圧ピストンの駆動により摺動する簡
単な構造により、 切換弁の切換動作による圧力空気の供給により両方向受
圧面積の等しい空気圧ピストンの往復動に従い、液圧シ
リンダのそれぞれのボートに交互に発生する互いに等し
い間欠的吐出液はブリッジ回路により単一出力に変換さ
れ吐出量の脈動が除去されて平滑化された作動液の連続
出力が得られる。液圧シリンダは空気圧シリンダ内部に
配置されているので液圧シリンダの寸法が小形になり、
液圧回路の管路長も短くできるので作動液量も逓減し、
全体の寸法が小形になるので取扱いが容易になり用途が
拡大できる。

空気圧シリンダの圧力空気の吐出し時の断熱膨張により
吐出し空気の温度が低下するので液圧シリンダを冷却さ
せるための冷却器などを用いることなく作動液の発熱が
抑制でき、液圧回路は長時間安定した動作が行える。

圧力空気を駆動源としているので液圧ポンプ用動力源が
不要で消費電力が低減できるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図は作
動油の吐出特性の一例、第３図は従来の空液圧変換装置
の説明図、第４図は従来の他の空液圧変換装置の説明図
である。 図において、ユは空気圧シリンダ、２は空気圧シリンダ
チューブ、３は空気圧ピストン、４は空気圧シリンダカ
バ、互は液圧シリンダ、６は液圧シリンダデユープ、７
は液圧シリンダカバ、８は液圧ピストン、９はロッド、
１０゜１１．１２．１３はボート、１４は切換弁、１５
は空気圧源、２４は逆止め弁、２５はブリッジ回路、２
６は作動液タンク、２７はアキュムレータ、２８は出力
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　　株式会社　東　京　計　器手続補正書 昭和６２年　１月２７日 特願昭６１−　２９０１５９＠ ２、発明の名称 空液圧変換装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都大田区南蒲田２丁目１６番４６号〒　１４
４ 電話　東京０３　（７３２）　２１１１名称　（３３Ｂ
）株式会社　東　京　計　器５、補正の対象 （１）図　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 空気圧シリンダ内を往復動する空気圧ピストンに連動す
   る液圧シリンダを用いて圧力空気の給気により作動液を
   吐出する空液圧変換装置において、 液圧シリンダチューブの一端に液圧シリンダカバを有し
   他端部が上記空気圧ピストンに嵌着してなる液室と上記
   液圧シリンダチューブの内面を摺動する液圧ピストンよ
   りなる液圧シリンダと、上記液圧ピストンの両方向受圧
   面に固着し上記空気圧ピストンと上記液圧シリンダカバ
   に摺動し端部は空気圧シリンダカバに嵌入され上記液室
   と連通する中空部を有するロッドと、上記ロッドの開放
   端に設けられた作動液の吸込みと吐出しを行うボートと
   、逆止め弁により構成されたブリッジ回路を具備し上記
   ブリッジ回路の相対する２端子に上記ボートを他の相対
   する２端子に作動液タンクと作動液吐出出力を接続して
   連続吐出出力を得ることを特徴とする空液圧変換装置。