(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及び２ポート弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管が２ポート弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置。
【請求項２】
マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及び電空比例弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管が電空比例弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置。
【請求項３】
マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及びリリーフ弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管がリリーフ弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置。
【請求項４】
マニホールド給気側配管にマニホールド給気側タンクが連通され、マニホールド排気側配管にマニホールド排気側タンクが連通された請求項１，２又は３記載の空気圧装置。
【請求項５】
マニホールド給気側配管又はマニホールド給気側タンクの圧力が設定圧力を超えるとポンプの作動が停止され、マニホールド排気側配管又はマニホールド排気側タンクの圧力が設定圧力を超えると２ポート弁が開放されて、マニホールド排気側配管内又はマニホールド排気側タンク内の空気が大気中へ放出される請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧アクチュエータ駆動用の圧縮空気を供給する空気圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の空気圧アクチュエータ駆動用の空気圧システムを示す。空気圧源10からの空気は主圧力配管11を通って各マニホールド12に供給され、空気圧アクチュエータ16の駆動に使用された空気のすべては、マニホールド12から排気配管13及びサイレンサ14を通って大気中に排出される。マニホールド12内にはマニホールド給気側配管17及びマニホールド排気側配管19が内設され、主圧力配管11がマニホールド給気側配管17に接続されるとともに排気配管13がマニホールド排気側配管19に接続されている。マニホールド12の上面には複数個の電磁切換弁18が配置され、各電磁切換弁18の入口側ポートはマニホールド給気側配管17に接続され、各電磁切換弁18の排気側ポートはマニホールド排気側配管19に接続されている。各電磁切換弁18のアクチュエータ側ポートＡ，Ｂはそれぞれ配管を介して空気圧アクチュエータ16に連通されている。
【０００３】
従来の空気圧システムでは、空気圧源10と多数のマニホールド12とを長い主圧力配管11（分岐配管を含む）により連通させているので、主圧力配管11の配設が面倒である。また、空気圧アクチュエータの駆動に使用された空気は、すべて大気中に排出されいるが、排出される空気にはまだ十分な圧力が残っており、圧縮空気のエネルギーが十分には利用されていなかった。圧力が残っている空気を大気中に排出するときは、排気騒音が激しいという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、マニホールド内にポンプが内設されて、従来の主圧力配管を不要とすることを第１課題とし、空気圧アクチュエータの駆動に使用した空気を再利用してエネルギー利用効率を向上させることを第２課題とし、排気騒音の発生回数を減少させることを第３課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及び２ポート弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管が２ポート弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置を第１構成とする。
本発明は、マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及び電空比例弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管が電空比例弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置を第２構成とする。
本発明は、マニホールドにポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及びリリーフ弁が内設され、ポンプの吸込ポートがチェック弁を介して大気中に連通され、ポンプの吐出ポートがマニホールド給気側配管に連通され、マニホールド排気側配管がリリーフ弁を介して大気中に連通され、またマニホールド排気側配管が空気帰還配管を介してポンプの吸込ポートに連通され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される空気圧装置を第３構成とする。
本発明は、第１構成〜第３構成において、マニホールド給気側配管にマニホールド給気側タンクが連通され、マニホールド排気側配管にマニホールド排気側タンクが連通されたことを第４構成とする。
本発明は、第１構成〜第４構成において、マニホールド給気側配管又はマニホールド給気側タンクの圧力が設定圧力を超えるとポンプの作動が停止され、マニホールド排気側配管又はマニホールド排気側タンクの圧力が設定圧力を超えると２ポート弁が開放されて、マニホールド排気側配管内又はマニホールド排気側タンク内の空気が大気中へ放出されることを第５構成とする。
なお、本発明において、マニホールド給気側タンクとはマニホールド給気側配管に連通された容量の相当大きなタンクをいい、マニホールド排気側タンクとはマニホールド排気側配管に連通された容量の相当大きなタンクをいうこととする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の空気圧装置の実施の形態第１を示す。図１において、図７の従来例と同一の部材には従来例と同一の符号を付す。マニホールド15の上面には複数個の電磁切換弁18が配置され、各電磁切換弁18の入口側ポートはマニホールド給気側配管17に接続されるとともに各電磁切換弁18の排気側ポートはマニホールド排気側配管19に接続されている。各電磁切換弁18のアクチュエータ側ポートＡ，Ｂはそれぞれ配管を介して空気圧アクチュエータ16に連通されている。
【０００７】
マニホールド15には、マニホールド給気側配管17、マニホールド排気側配管19の他にポンプ21、電動機22、コントローラ23、圧力センサ24・25、２ポート弁26、チェック弁27等が内設されている。ポンプ21の吸込側ポート29は吸込側配管50によってチェック弁27の出口ポートに連通され、チェック弁27の入口ポートは配管51によって大気中に連通されている。ポンプ21の吐出側ポート30はマニホールド給気側配管17に接続され、マニホールド給気側配管17に圧力センサ24が配設されている。ポンプ21は電動機22により駆動され、電動機22はコントローラ23により制御される。
【０００８】
マニホールド排気側配管19の端部は２ポート弁26の入口ポートに接続され、２ポート弁26の出口ポートは配管52によって、マニホールド15外のサイレンサ14に連通されている。２ポート弁26は、マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧以下のとき、閉鎖位置に位置している。マニホールド排気側配管19に圧力センサ25が配設され、マニホールド排気側配管19は空気帰還配管49によって吸込側配管50に連通されている。電動機22は電気配線によりマニホールド15外の電力源に接続されている。
【０００９】
電動機22の回転によりポンプ21を作動させると、マニホールド排気側配管19・空気帰還配管49等の空気が、吸込側配管50、吸込側ポート29を通ってポンプ21に吸い込まれる。マニホールド排気側配管19・空気帰還配管49等に流入する空気量よりも流出する空気量が多くなって、吸込側配管50中の圧力がチェック弁27の設定圧より低下すると、大気中の空気が配管51、チェック弁27、吸込側配管50、吸込側ポート29を通ってポンプ21に吸い込まれる。ポンプ21で圧縮により昇圧された圧縮空気は、吐出側ポート30、マニホールド給気側配管17、電磁切換弁18を通って空気圧アクチュエータ16に送られ、この圧縮空気により空気圧アクチュエータ16が駆動される。
【００１０】
空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気は、電磁切換弁18、マニホールド排気側配管19、空気帰還配管49、吸込側配管50、吸込側ポート29を通って、再びポンプ21に吸い込まれる。このように、空気が循環して再利用される。マニホールド給気側配管17内の圧力は圧力センサ24で検出され、検出された信号がコントローラ23に入力される。マニホールド給気側配管17内の圧力が設定圧力に到達すると、コントローラ23からの停止信号が電動機22の制御機構に入力されて電動機22の回転が停止され、ポンプ21の駆動が停止する。この状態で空気圧アクチュエータ16が駆動されると、マニホールド給気側配管17内の圧縮空気が消費されて圧力が低下する。マニホールド給気側配管17内の圧力が設定圧力以下になると、コントローラ23からの信号が電動機22の制御機構に入力されて電動機22が駆動され、ポンプ21が作動を再開する。
【００１１】
マニホールド排気側配管19内の圧力は圧力センサ25で検出され、検出された信号がコントローラ23に入力される。空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧力を超えると、コントローラ23からの開放信号が２ポート弁26の制御機構に入力され、２ポート弁26が開放位置に切り換えられる。マニホールド排気側配管19内の圧縮空気は２ポート弁26、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧力以下になると、２ポート弁26が閉鎖位置に切り換えら、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００１２】
図２は、本発明の空気圧装置の実施の形態第１の第１変形例を示す。実施の形態第１の第１変形例は、実施の形態第１（図１）の２ポート弁26を電空比例弁（比例電磁式圧力制御弁）38に代えたものである。マニホールド排気側配管19の端部は電空比例弁38の入口ポートに接続され、電空比例弁38の出口ポートは配管52によって、マニホールド15外のサイレンサ14に連通されている。電空比例弁38は、マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧以下のとき、閉鎖されている。実施の形態第１の第１変形例のその他の構成は、実施の形態第１と同様である。
【００１３】
空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧力を超えると、コントローラ23からの信号が電空比例弁38の制御機構に入力され、電空比例弁38が入力信号に比例した量の空気を流す。マニホールド排気側配管19内の圧縮空気は電空比例弁38、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧力以下になると、電空比例弁38は閉鎖され、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００１４】
図３は、本発明の空気圧装置の実施の形態第１の第２変形例を示す。実施の形態第１の第２変形例は、実施の形態第１（図１）の２ポート弁26をリリーフ弁39に代えたものである。マニホールド排気側配管19の端部はリリーフ弁39の入口ポートに接続され、リリーフ弁39の出口ポートは配管52によって、マニホールド15外のサイレンサ14に連通されている。リリーフ弁39は、マニホールド排気側配管19内の圧力を設定圧力に保持している。実施の形態第１の第２変形例のその他の構成は、実施の形態第１と同様である。
【００１５】
空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側配管19内の圧力がリリーフ弁39の設定圧力を超えると、マニホールド排気側配管19内の空気を逃がす。マニホールド排気側配管19内の圧縮空気はリリーフ弁39、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側配管19内の圧力がリリーフ弁39の設定圧力以下になると、リリーフ弁39は閉鎖され、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００１６】
図４は、本発明の空気圧装置の実施の形態第２を示す。図４において、図１の実施の形態第１と同一の部材には、図１と同一の符号を付す。実施の形態第２は、実施の形態第１の「マニホールド給気側配管17」及び「マニホールド排気側配管19」を「マニホールド給気側配管17Ａ、マニホールド給気側タンク33、マニホールド給気側配管17Ｂ」及び「マニホールド排気側配管19Ａ、マニホールド排気側タンク34、マニホールド排気側配管19Ｂ」にそれぞれ置き換えたものである。ポンプ21の吐出側ポート30はマニホールド給気側配管17Ａによってマニホールド給気側タンク（マニホールド給気側配管17Ａ、１７Ｂに連通されたタンク）33に連通され、マニホールド給気側タンク33はマニホールド給気側配管17Ｂによって電磁切換弁18の入口側ポートに連通されている。電磁切換弁18の排気側ポートはマニホールド排気側配管19Ａによってマニホールド排気側タンク（マニホールド排気側配管19Ａ、１９Ｂに連通されたタンク）34に連通され、マニホールド排気側タンク34はマニホールド排気側配管19Ｂによって２ポート弁26の入口ポート及び空気帰還配管49に連通されている。実施の形態第２のその他の構成は、実施の形態第１の構成と同様である。
【００１７】
電動機22によりポンプ21を作動させると、マニホールド排気側タンク34・マニホールド排気側配管19Ｂ・空気帰還配管49等の空気が、吸込側配管50、吸込側ポート29を通ってポンプ21に吸い込まれる。マニホールド排気側タンク34・マニホールド排気側配管19Ｂ・空気帰還配管49等に流入する空気量よりも流出する空気量が多くなって、マニホールド排気側タンク34・空気帰還配管49・吸込側配管50中の圧力が大気圧力以下に低下すると、大気中の空気が配管51、チェック弁27、吸込側配管50、吸込側ポート29を通ってポンプ21に吸い込まれる。ポンプ21で圧縮により昇圧された圧縮空気は、吐出側ポート30、マニホールド給気側配管17Ａを通ってマニホールド給気側タンク33に充填される。使用可能な圧力に達したマニホールド給気側タンク33の圧縮空気は、マニホールド給気側配管17Ｂ、電磁切換弁18を通って空気圧アクチュエータ16に送られ、この圧縮空気により空気圧アクチュエータ16が駆動される。
【００１８】
空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気は、電磁切換弁18、マニホールド排気側配管19Ａを通ってマニホールド排気側タンク34に流入される。マニホールド排気側タンク34に流入した空気は、マニホールド排気側配管19Ｂ、空気帰還配管49、吸込側配管50、吸込側ポート29を通って、再びポンプ21に吸い込まれる。このように、空気が循環して再利用される。マニホールド給気側タンク33の圧力は圧力センサ24で検出され、検出された信号がコントローラ23に入力される。マニホールド給気側タンク34の圧力が設定圧力に到達すると、コントローラ23からの停止信号が電動機22の制御機構に入力されて電動機22の回転が停止され、ポンプ21の作動が停止する。この状態で空気圧アクチュエータ16が駆動されると、マニホールド給気側タンク33の圧縮空気が消費されて圧力が低下する。マニホールド給気側タンク33の圧力が設定圧力以下になると、コントローラ23からの作動信号が電動機22の制御機構に入力されて電動機22が駆動され、ポンプ21が作動を再開する。
【００１９】
マニホールド排気側タンク34の圧力は圧力センサ25で検出され、検出された信号がコントローラ23に入力される。空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側タンク34の圧力が設定圧力を超えると、コントローラ23からの開放信号が２ポート弁26の制御機構に入力され、２ポート弁26が開放位置に切り換えられる。マニホールド排気側タンク34の圧縮空気は、マニホールド排気側配管19Ｂ、２ポート弁26、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側タンク34の圧力が設定圧力以下になると、２ポート弁26が閉鎖位置に切り換えられ、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００２０】
実施の形態第２のマニホールド給気側タンク33及びマニホールド排気側タンク34の容量は相当大きい。そのため、電磁切換弁18等で漏洩した空気量に相当する空気を、大気中から吸い込むことはあっても、マニホールド排気側タンク34の空気が大気中へ放出されることは殆ど起こらない。従って、排気騒音が発生する回数はきわめて少ない。
【００２１】
図５は、本発明の空気圧装置の実施の形態第２の第１変形例を示す。実施の形態第２の第１変形例は、実施の形態第２（図４）の２ポート弁26を電空比例弁（比例電磁式圧力制御弁）41に代えたものである。マニホールド排気側配管19Ｂの端部は電空比例弁41の入口ポートに接続され、電空比例弁41の出口ポートは配管52によって、マニホールド15外のサイレンサ14に連通されている。電空比例弁41は、マニホールド排気側配管19内の圧力が設定圧以下のとき、閉鎖されている。実施の形態第２の第１変形例のその他の構成は、実施の形態第２と同様である。
【００２２】
空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側タンク34の圧力が設定圧力を超えると、コントローラ23からの信号が電空比例弁41の制御機構に入力され、電空比例弁41が入力信号に比例した量の空気を流す。マニホールド排気側タンク34の圧縮空気は、マニホールド排気側配管19Ｂ、電空比例弁38、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側タンク34の圧力が設定圧力以下になると、電空比例弁38は閉鎖され、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００２３】
図６は、本発明の空気圧装置の実施の形態第２の第２変形例を示す。実施の形態第２の第２変形例は、実施の形態第２（図４）の２ポート弁26をリリーフ弁42に代えたものである。マニホールド排気側配管19Ｂの端部はリリーフ弁42の入口ポートに接続され、リリーフ弁42の出口ポートは配管52によって、マニホールド15外のサイレンサ14に連通されている。リリーフ弁42は、マニホールド排気側配管19内の圧力を設定圧力に保持している。実施の形態第２の第２変形例のその他の構成は、実施の形態第２と同様である。
【００２４】
空気圧アクチュエータ16からの空気の排気量がポンプ21の吸込量を超えて、マニホールド排気側配管19Ｂの圧力がリリーフ弁42の設定圧力を超えると、マニホールド排気側配管19Ｂの空気を逃がす。マニホールド排気側タンク34の圧縮空気は、マニホールド排気側配管19Ｂ、リリーフ弁42、配管52、サイレンサ14を通って大気中に放出される。マニホールド排気側配管19Ｂの圧力がリリーフ弁42の設定圧力以下になると、リリーフ弁42は閉鎖され、圧縮空気の大気中への放出が停止される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の空気圧装置では、マニホールド内にポンプ、電動機、チェック弁、マニホールド給気側配管、マニホールド排気側配管及び２ポート弁（電空比例弁、リリーフ弁）が内設され、空気圧アクチュエータの駆動で使用された空気がポンプに吸い込まれ、空気が循環して使用される。従って、空気圧装置には電気配線を通して電力のみを供給すればよく、空気圧源とマニホールドを連通する従来の主圧力配管は不要であり、また空気圧アクチュエータの駆動に使用した空気を再利用するのでエネルギー利用効率が向上する。また、マニホールド排気側タンクの圧力が設定圧力を超えた場合にのみ、２ポート弁（電空比例弁、リリーフ弁）が開放されて、空気が大気中へ放出されるので、排気騒音の発生回数が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気圧装置の実施の形態第１の回路図である。
【図２】本発明の空気圧装置の実施の形態第１の第１変形例の回路図である。
【図３】本発明の空気圧装置の実施の形態第１の第２変形例の回路図である。
【図４】本発明の空気圧装置の実施の形態第２の回路図である。
【図５】本発明の空気圧装置の実施の形態第２の第１変形例の回路図である。
【図６】本発明の空気圧装置の実施の形態第２の第２変形例の回路図である。
【図７】従来の空気圧システムの回路図である。
【符号の説明】
17  マニホールド給気側配管
19  マニホールド排気側配管
21  ポンプ
27  チェック弁
29  吸込側ポート
30  吐出側ポート
33  マニホールド給気側タンク
34  マニホールド排気側タンク
49  空気帰還配管
【図１】
0003676669.tif 000002
【図２】
0003676669.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003676669.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003676669.tif 000008