(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を導入する入口ポートおよび増圧空気を出力する出口ポートならびに排気空気を排出する排気ポートを有する隔壁を挟むように設けられた１対のシリンダと、上記１対のシリンダ内において往復動し、上記隔壁を気密状態で貫通するロッドによって連結された１対のピストンと、上記隔壁に上記入口ポートから上記１対のピストンの内側の各増圧室への空気の流入のみを許容する入口チェック弁と、上記各増圧室から上記出口ポートへの空気の流入のみを許容する出口チェック弁と、上記１対のピストンの外側の各駆動室を上記入口ポートと上記排気ポートに切換えて連通させる切換弁とを具備する複数の増圧弁がエアー源に直列に接続された増圧装置であって、
上流側の上記増圧弁の出口ポートと下流側の上記増圧弁の入口ポートとを連通すると共に、上流側の上記増圧弁の入口ポートと下流側の上記増圧弁の排気ポートとを連通し、下流側の上記増圧弁の駆動室の排気空気を上流側の上記増圧弁の駆動室に導入し、下流側の上記増圧弁の排気空気を上流側の上記増圧弁の駆動源として用いることを特徴とする増圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧を増圧して出力する増圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の増圧装置では、隔壁を介して連設した１対のシリンダにおけるピストンを、隔壁を貫通するロッドにより連結し、エアー源より各ピストンの外側に形成された駆動室に切換弁を介して空気圧を交互に供給することによりこれらのピストンを往復動して、ピストンの内側に形成された増圧室において空気圧を増圧して出力し、ピストンを往復動させた後、不要となった空気は排気空気として大気中に放出し捨てている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如き増圧装置は、ピストン駆動後、不要となった空気は排気空気として大気中に捨てられるので、複数の増圧装置を直列に接続して増圧効果を上げようとすると、排気空気が各増圧装置から大気中に捨てられるため、空気消費量が増加し、その結果、エアー源は多量の空気供給を強いられることになり、これが消費動力の増大を招き、ひいてはランニングコストを高くするという問題点がある。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、排気空気を再利用することで、消費動力を増大させることなく増圧効果を向上することができる増圧装置を提供することにある。
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る増圧装置は、空気を導入する入口ポートおよび増圧空気を出力する出口ポートならびに排気空気を排出する排気ポートを有する隔壁を挟むように設けられた１対のシリンダと、上記１対のシリンダ内において往復動し、上記隔壁を気密状態で貫通するロッドによって連結された１対のピストンと、上記隔壁に上記入口ポートから上記１対のピストンの内側の各増圧室への空気の流入のみを許容する入口チェック弁と、上記各増圧室から上記出口ポートへの空気の流入のみを許容する出口チェック弁と、上記１対のピストンの外側の各駆動室を上記入口ポートと上記排気ポートに切換えて連通させる切換弁とを具備する複数の増圧弁がエアー源に直列に接続された増圧装置であって、上流側の上記増圧弁の出口ポートと下流側の上記増圧弁の入口ポートとを連通すると共に、上流側の上記増圧弁の入口ポートと下流側の上記増圧弁の排気ポートとを連通し、下流側の上記増圧弁の駆動室の排気空気を上流側の上記増圧弁の駆動室に導入し、下流側の上記増圧弁の排気空気を上流側の上記増圧弁の駆動源として用いることを特徴としている。
【０００５】
従って、本発明では、まず、エアー源からの空気が上流側の増圧弁を通過して下流側の増圧弁に流入され、これによって、下流側の増圧弁が駆動し増圧空気が出力されると共に、駆動室の排気空気は、上流側の増圧弁に導入され、エアー源からの空気と共に、上流側の増圧弁を駆動させる。
このように、本発明では、上流側の増圧弁で増圧された空気圧が下流側の増圧弁でさらに増圧され、このとき下流側の増圧弁より排出される排気空気は、上流側の増圧弁の駆動用として用いられるため、空気消費量が削減される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するに当たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る増圧装置の概略構成図および断面模式図である。
【０００７】
即ち、増圧装置は、図１に示すように、第１の増圧弁１０および第２の増圧弁２０を有し、第１の増圧弁１０にエアー源Ｐが接続され、第１の増圧弁１０と第２の増圧弁２０とは直列に接続されている。
図２において、第１の増圧弁１０では、隔壁１１の両側に設けられた１対のシリンダ１３ａ，１３ｂにピストン１４ａ，１４ｂが往復摺動可能に挿通され、これらピストン１４ａ，１４ｂは、隔壁１１に気密に貫通されたロッド１２によって連結され、両シリンダ１３ａ，１３ｂ内において、それらの内側および外側に増圧室１５ａ，１５ｂおよび駆動室１６ａ，１６ｂがそれぞれ区画形成されている。
隔壁１１は、エアー源Ｐに連通し、増圧室１５ａ，１５ｂに空気を導入する入口ポート１ａ、駆動室１６ａ，１６ｂに連通する入口ポート１ｂ、増圧空気を出力する出口ポート１ｃおよび排気空気を大気中に排出する排気ポート１ｄを備え、隔壁１１に形成された空気の流路には、１対の入口チェック弁１７ａ、１対の出口チェック弁１７ｂおよび切換弁１８が組込まれている。
【０００８】
１対の入口チェック弁１７ａ間および１対の出口チェック弁１７ｂ間はそれぞれ連通されており、１対の入口チェック弁１７ａは増圧室１５ａ，１５ｂへの空気の流入のみを許容し、１対の出口チェック弁１７ｂは増圧室１５ａ，１５ｂからの空気の流出のみを許容するものであるが、増圧室１５ａ，１５ｂに空気圧差が生じると、空気圧の高い方への空気の流入は阻止され、空気圧の低い方からの空気の流出は阻止されるようになる。
【０００９】
切換弁１８は、駆動室１６ａ，１６ｂのどちらか一方に空気を供給し、他方より空気が排出されるように流路を切換えるものであり、流路切換用のプッシュロッド１８ａ，１８ｂを有し、これらプッシュロッド１８ａ，１８ｂは増圧室１５ａ，１５ｂ内にそれぞれ突出され、往復動するピストン１４ａ，１４ｂがストローク終端近くにおいて、プッシュロッド１８ａ，１８ｂを押圧することにより切換弁１８のポート間の連通を切換えて、駆動室１６ａ，１６ｂを空気の入口ポート１ｂと排気ポート１ｄに交互に連通させるようにしている。
【００１０】
第２の増圧弁２０では、隔壁２１に入口ポート２ａ、出口ポート２ｂおよび排気ポート２ｃを備え、隔壁２１の両側に設けられた１対のシリンダ２３ａ，２３ｂにピストン２４ａ，２４ｂが往復摺動可能に挿通され、これらピストン２４ａ，２４ｂは、隔壁２１に気密に貫通されたロッド２２によって連結され、両シリンダ２３ａ，２３ｂ内において、それらの内側および外側に増圧室２５ａ，２５ｂおよび駆動室２６ａ，２６ｂがそれぞれ区画形成され、隔壁２１に形成された空気の流路には、１対の入口チェック弁２７ａ、１対の出口チェック弁２７ｂおよび切換弁２８が組込まれている。
【００１１】
１対の入口チェック弁２７ａ間および１対の出口チェック弁２７ｂ間はそれぞれ連通されており、１対の入口チェック弁２７ａは増圧室２５ａ，２５ｂへの空気の流入のみを許容し、１対の出口チェック弁２７ｂは増圧室２５ａ，２５ｂからの空気の流出のみを許容するものであるが、増圧室２５ａ，２５ｂに空気圧差が生じると、空気圧の高い方への空気の流入は阻止され、空気圧の低い方からの空気の流出は阻止されるようになる。
【００１２】
切換弁２８は、駆動室２６ａ，２６ｂのどちらか一方に空気を供給し、他方より空気が排出されるように流路を切換えるものであり、流路切換用のプッシュロッド２８ａ，２８ｂを有し、これらプッシュロッド２８ａ，２８ｂは増圧室２５ａ，２５ｂ内にそれぞれ突出され、往復動するピストン２４ａ，２４ｂがストローク終端近くにおいて、プッシュロッド２８ａ，２８ｂを押圧することにより切換弁２８のポート間の連通を切換えて、駆動室２６ａ，２６ｂを空気の入口ポート２ａと排気ポート２ｃに交互に連通させるようにしている。
【００１３】
第１の増圧弁１０の出口ポート１ｃと第２の増圧弁２０の入口ポート２ａおよび第１の増圧弁１０の入口ポート１ｂと第２の増圧弁２０の排気ポート２ｃとはそれぞれ連通され、第２の増圧弁２０の駆動室２６ａ，２６ｂの排気空気は、第１の増圧弁１０の駆動室１６ａ，１６ｂに導入され、第１の増圧弁１０のピストン１４ａ，１４ｂの駆動源として用いられるようになっている。なお、図中、２９は、出口ポート２ｂの出力圧を一定圧に制御保持するためのガバナである。
【００１４】
増圧装置は、以上の如く構成されているので、まず、エアー源Ｐからの空気が第１の増圧弁１０の入口ポート１ａより増圧室１５ａ，１５ｂに流入する。この時点では、駆動室１６ａまたは１６ｂに空気は供給されないので、増圧室１５ａ，１５ｂに流入した空気は、第２の増圧弁２０の入口ポート２ａを経て、駆動室２６ｂに導入されると共に、増圧室２５ａ，２５ｂに流入する。
これにより、ピストン２４ａ，２４ｂは、駆動室２６ｂにおいてピストン２４ｂに作用する力と増圧室２５ａにおいてピストン２４ａに作用する力との合力により図中右側への駆動を開始し、これによって増圧室２５ｂの空気が圧縮されて増圧し、出口チェック弁２７ｂを通して出口ポート２ｂから出力される。
【００１５】
ピストン２４ａ，２４ｂおよびロッド２２が右端に達し、増圧室２５ｂ内の空気を増圧して出口ポート２ｂから出力し終わると共に、切換弁２８を切換えて駆動室２６ａを入口ポート２ａに連通させ、これと同時に駆動室２６ｂを排気ポート２ｃを介して第１の増圧弁１０の入口ポート１ｂに連通させる。
この状態からは、ピストン２４ａ，２４ｂが、駆動室２６ａにおいてピストン２４ａに作用する力と増圧室２５ｂにおいてピストン２４ｂに作用する力との合力により図中左側への駆動を開始し、これによって増圧室２５ａの空気が圧縮されて増圧し、出口チェック弁２７ｂを通して出口ポート２ｂから出力すると共に、駆動室２６ｂの排気空気が第１の増圧弁１０の入口ポート１ｂに導入され、第１の増圧弁１０の駆動室１６ｂに導入される。
【００１６】
ピストン１４ａ，１４ｂは、エアー源Ｐからの空気と導入された排気空気によって駆動室１６ｂにおいてピストン１４ｂに作用する力と増圧室１５ａにおいてピストン１４ａに作用する力との合力により図中右側への駆動を開始し、これによって増圧室１５ｂの空気が圧縮されて増圧し、出口チェック弁１７ｂを通して出口ポート１ｃから第２の増圧弁２０に出力される。
ピストン１４ａ，１４ｂおよびロッド１２が右端に達し、増圧室１５ｂ内の空気を増圧して出口ポート１ｃから出力し終わると共に、切換弁１８を切換えて駆動室１６ａを入口ポート１ｂに連通させ、これと同時に駆動室１６ｂを排気ポート１ｄを介して大気に開放させると、ピストン１４ａ，１４ｂが、駆動室１６ａにおいてピストン１４ａに作用する力と増圧室１５ｂにおいてピストン１４ｂに作用する力との合力により図中左側への駆動を開始し、これによって増圧室１５ａの空気が圧縮されて増圧し、出口チェック弁１７ｂを通して出口ポート１ｃから第２の増圧弁２０に出力され、駆動室１６ｂ内の空気は排気ポート１ｄより大気中に排出される。
このような動作が繰返し行われ、第１の増圧弁１０で増圧された空気圧は第２の増圧弁２０でさらに増圧され出力される。
【００１７】
このように、本実施の形態の増圧装置によれば、第２の増圧弁２０の排気空気は、第１の増圧弁１０の駆動室１６ａ，１６ｂに導入されてピストン１４ａ，１４ｂの駆動用として再利用されるので、エアー源Ｐからの空気の消費量が削減され、消費動力を軽減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態の増圧装置について詳述したが、本発明は、上記実施の形態の増圧装置に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
たとえば、上記実施の形態の増圧装置は、直列に接続された２つの増圧弁１０，２０から構成されているが、３つ以上の増圧弁を直列に接続すれば、空気消費量を増大することなく、増圧効果をさらに向上することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の増圧装置は、上流側の増圧弁で増圧された空気圧が下流側の増圧弁でさらに増圧され、このとき下流側の増圧弁より排出される排気空気は、上流側の増圧弁の駆動用として再利用されるため、空気消費量が削減され、消費動力を増大させることなく低コストで増圧効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す増圧装置の概略構成図。
【図２】本発明の一実施の形態を示す増圧装置の断面模式図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，２ａ  入口ポート
１ｃ，２ｂ  出口ポート
１ｄ，２ｃ  排気ポート
１０  第１の増圧弁
１１，２１  隔壁
１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ  シリンダ
１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ  ピストン
１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ  増圧室
１６ａ，１６ｂ，２６ａ，２６ｂ  駆動室
１７ａ，２７ａ  入口チェック弁
１７ｂ，２７ｂ  出口チェック弁
１８，２８  切換弁
２０  第２の増圧弁
Ｐ  エアー源
【図１】
0003568883.tif 000002
【図２】
0003568883.tif 000003