(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成により省エネルギー化を図ることができる増圧装置及びそれを備えたシリンダ装置を提供する。【解決手段】シリンダ装置を構成する増圧装置１０は、ロッド９６により連結された第１ピストン９０及び第２ピストン９４を備える。第２ピストン９４に設けられた連通用部材１６０は、増圧室８８ａが縮小する方向に第２ピストン９４が変位した際に連通用部材１６０がシリンダ本体８６に接触することにより連通位置から遮断位置に変位し、増圧室８８ａが拡大する方向に第２ピストン９４が変位した際に連通用部材１６０がシリンダ本体８６に接触することにより遮断位置から連通位置に変位可能に構成されている。【選択図】図３
2018189100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁で仕切られた２つのシリンダ室を有するシリンダ本体と、
一方の前記シリンダ室内に摺動自在に配設されて一方の前記シリンダ室内を増圧室と第１室とに区画する第１ピストンと、
他方の前記シリンダ室内に摺動自在に配設されて他方の前記シリンダ室内を第２室と第３室とに区画する第２ピストンと、
前記隔壁を貫通するように設けられて前記第１ピストン及び前記第２ピストンを互いに連結するロッドと、
前記第１ピストンが前記増圧室に向かう方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンの少なくとも一方を付勢する付勢部材と、を備え、
前記シリンダ本体には、
前記増圧室に流体を導入するための第１導入ポートと、
前記第１室内を大気に開放する第１大気ポートと、
前記第２室内に流体を導入するための第２導入ポートと、
前記第３室内を大気に開放する第２大気ポートと、
前記増圧室内で加圧された流体を導出させるための導出ポートと、が形成され、
前記第２ピストンには、前記第２室と前記第３室とを互いに連通させるための連通孔を有し、且つ前記連通孔を介して前記第２室及び前記第３室が互いに連通する連通位置と前記第２室及び前記第３室の連通が遮断される遮断位置とに変位可能な連通用部材が設けられ、
前記連通用部材は、前記増圧室が縮小する方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンが変位した際に前記連通用部材が前記シリンダ本体に接触することにより前記連通位置から前記遮断位置に変位し、前記増圧室が拡大する方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンが変位した際に前記連通用部材が前記シリンダ本体に接触することにより前記遮断位置から前記連通位置に変位可能に構成されている、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項２】
請求項１記載の増圧装置において、
前記第２ピストンには、当該第２ピストンの軸線方向に貫通した貫通孔が形成され、
前記連通用部材は、前記貫通孔内を軸線方向に移動することによって前記連通位置と前記遮断位置とに変位する、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項３】
請求項２記載の増圧装置において、
前記連通用部材は、
前記第２ピストンの軸線方向に沿って延在した本体部と、
前記本体部の一端部の外周面に設けられたシール部材と、を有し、
前記連通孔は、
前記本体部の中間部の外周面に開口した第１孔と、
前記本体部の他端部に開口した第２孔と、を含み、
前記シール部材は、前記連通用部材が前記遮断位置に位置した状態で前記貫通孔を構成する壁面に気密に接触し、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記貫通孔を構成する壁面から離間する、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項４】
請求項３記載の増圧装置において、
前記本体部は、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記本体部の一端面が前記シリンダ本体に接触可能なように前記第２ピストンよりも一方の側に位置し、前記連通用部材が前記遮断位置に位置した状態で前記本体部の他端面が前記シリンダ本体に接触可能なように前記第２ピストンよりも他方の側に位置するように構成されている、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項５】
請求項４記載の増圧装置において、
前記本体部は、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記本体部の他端面が前記第２ピストンよりも他方の側に位置し、
前記第２孔は、前記本体部の他端部の側面に開口している、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の増圧装置において、
前記連通用部材は、前記貫通孔からの離脱を阻止する離脱阻止部を有する、
ことを特徴とする増圧装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の増圧装置と、
シリンダ部の内部を第１シリンダ室と第２シリンダ室とに区画して前記シリンダ部の内部を往復摺動可能なピストンを有する流体圧シリンダと、
前記第１シリンダ室内に流体を供給するための供給流路と、
前記流体圧シリンダから排出された流体を前記増圧装置の前記第１導入ポートに導く第１導入流路と、
前記流体圧シリンダから排出された流体を前記増圧装置の前記第２導入ポートに導く第２導入流路と、
前記増圧装置の導出ポートから導出された加圧流体を前記供給流路に導く回収流路と、を備える、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項８】
請求項７記載のシリンダ装置において、
前記第１導入流路には、前記第１導入流路から前記第１導入ポートに向かう流体の流通を許可するとともに前記第１導入ポートから前記第１導入流路に向かう流体の流通を阻止する第１チェック弁が設けられ、
前記第２導入流路には、前記第２導入流路から前記第２導入ポートに向かう流体の流通を許可するとともに前記第２導入ポートから前記第２導入流路に向かう流体の流通を阻止する第２チェック弁が設けられ、
前記回収流路には、前記導出ポートから前記回収流路に向かう流体の流通を許可するとともに前記回収流路から前記導出ポートに向かう流体の流通を阻止する第３チェック弁が設けられている、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を増圧して出力する増圧装置及びそれを備えたシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に示す増圧装置が知られている。この増圧装置は、隔壁で区画された２つのシリンダ室を有するシリンダ本体を備えている。一方のシリンダ室内に配設された第１ピストンと他方のシリンダ室内に配設された第２ピストンとは、隔壁を貫通するロッドによって互いに連結されている。
【０００３】
一方のシリンダ室には、第１ピストンを挟んで隔壁とは反対側に位置する第１駆動室と、第１ピストンと隔壁との間に位置する第１増圧室とが設けられている。他方のシリンダ室には、第２ピストンと隔壁との間に位置する第２増圧室と、第２ピストンを挟んで隔壁とは反対側に位置する第２駆動室とが設けられている。
【０００４】
第１駆動室及び第２駆動室は、流体を導入する導入ポートと大気に開放する大気ポートとに切換弁を介して選択的に連通している。第１増圧室及び第２増圧室は、前記導入ポートに連通するとともに加圧された流体を導出させるための導出ポートに連通している。切換弁は、隔壁に設けられており、第１増圧室及び第２増圧室のそれぞれに突出するようにスプリングで付勢されたプッシュロッドを有している。そして、切換弁は、プッシュロッドが第１ピストン又は第２ピストンに押圧されることによって、流路が切り替わるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平３−４２０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した増圧装置では、増圧装置に導入される流体によって第１ピストン及び第２ピストンを往復動させることによって切換弁の流路を切り替えているため、切換弁を電磁切換弁として構成した場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。
【０００７】
しかしながら、この増圧装置では、スプリングで付勢したプッシュロッドを備えた切換弁が必要であるため、増圧装置の構成が複雑化する。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成により省エネルギー化を図ることができる増圧装置及びそれを備えたシリンダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る増圧装置は、隔壁で仕切られた２つのシリンダ室を有するシリンダ本体と、一方の前記シリンダ室内に摺動自在に配設されて一方の前記シリンダ室内を増圧室と第１室とに区画する第１ピストンと、他方の前記シリンダ室内に摺動自在に配設されて他方の前記シリンダ室内を第２室と第３室とに区画する第２ピストンと、前記隔壁を貫通するように設けられて前記第１ピストン及び前記第２ピストンを互いに連結するロッドと、前記第１ピストンが前記増圧室に向かう方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンの少なくとも一方を付勢する付勢部材と、を備え、前記シリンダ本体には、前記増圧室に流体を導入するための第１導入ポートと、前記第１室内を大気に開放する第１大気ポートと、前記第２室内に流体を導入するための第２導入ポートと、前記第３室内を大気に開放する第２大気ポートと、前記増圧室内で加圧された流体を導出させるための導出ポートと、が形成され、前記第２ピストンには、前記第２室と前記第３室とを互いに連通させるための連通孔を有し、且つ前記連通孔を介して前記第２室及び前記第３室が互いに連通する連通位置と前記第２室及び前記第３室の連通が遮断される遮断位置とに変位可能な連通用部材が設けられ、前記連通用部材は、前記増圧室が縮小する方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンが変位した際に前記連通用部材が前記シリンダ本体に接触することにより前記連通位置から前記遮断位置に変位し、前記増圧室が拡大する方向に前記第１ピストン及び前記第２ピストンが変位した際に前記連通用部材が前記シリンダ本体に接触することにより前記遮断位置から前記連通位置に変位可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、連通用部材が遮断位置に位置した状態で第１導入ポートから増圧室に流体が供給されるとともに第２導入ポートから第２室内に流体が導入される。そうすると、増圧室及び第２室が拡大する方向に第１ピストン及び第２ピストンが付勢部材の付勢力に抗して変位する。そして、連通用部材が遮断位置から連通位置に変位すると、第２室及び第３室が互いに連通する。そうすると、付勢部材の付勢力によって増圧室及び第２室が縮小する方向に第１ピストン及び第２ピストンが押し戻されるため、増圧室内の流体が加圧されて導出ポートから導出される。このように、増圧装置に供給される流体自体によって当該流体を増圧することができるため、増圧装置の省エネルギー化を図ることができる。また、連通孔を有する連通用部材がシリンダ本体に接触することによって、連通位置と遮断位置とに変位するため、増圧装置の構成を簡素化することができる。
【００１１】
上記の増圧装置において、前記第２ピストンには、当該第２ピストンの軸線方向に貫通した貫通孔が形成され、前記連通用部材は、前記貫通孔内を軸線方向に移動することによって前記連通位置と前記遮断位置とに変位してもよい。
【００１２】
このような構成によれば、簡易な構成により連通用部材を連通位置と遮断位置とに変位させることができる。
【００１３】
上記の増圧装置において、前記連通用部材は、前記第２ピストンの軸線方向に沿って延在した本体部と、前記本体部の一端部の外周面に設けられたシール部材と、を有し、前記連通孔は、前記本体部の中間部の外周面に開口した第１孔と、前記本体部の他端部に開口した第２孔と、を含み、前記シール部材は、前記連通用部材が前記遮断位置に位置した状態で前記貫通孔を構成する壁面に気密に接触し、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記貫通孔を構成する壁面から離間してもよい。
【００１４】
このような構成によれば、シール部材によって第２室及び第３室の連通を遮断することができる。
【００１５】
上記の増圧装置において、前記本体部は、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記本体部の一端面が前記シリンダ本体に接触可能なように前記第２ピストンよりも一方の側に位置し、前記連通用部材が前記遮断位置に位置した状態で前記本体部の他端面が前記シリンダ本体に接触可能なように前記第２ピストンよりも他方の側に位置するように構成されていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、本体部の一端面がシリンダ本体に接触することによって連通用部材を連通位置から遮断位置に変位させ、本体部の他端面がシリンダ本体に接触することによって連通用部材を遮断位置から連通位置に変位させることができる。
【００１７】
上記の増圧装置において、前記本体部は、前記連通用部材が前記連通位置に位置した状態で前記本体部の他端面が前記第２ピストンよりも他方の側に位置し、前記第２孔は、前記本体部の他端部の側面に開口していてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、第２孔が本体部の他端部の側面に開口しているため、本体部の他端面がシリンダ本体に接触して連通用部材が遮断位置から連通位置に変位した状態でシリンダ本体によって連通孔が閉塞されることを防止することができる。
【００１９】
上記の増圧装置において、前記連通用部材は、前記貫通孔からの離脱を阻止する離脱阻止部を有していてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、連通用部材が第２ピストンの貫通孔から離脱することを阻止することができる。
【００２１】
本発明に係るシリンダ装置は、上述した増圧装置と、シリンダ部の内部を第１シリンダ室と第２シリンダ室とに区画して前記シリンダ部の内部を往復摺動可能なピストンを有する流体圧シリンダと、前記第１シリンダ室内に流体を供給するための供給流路と、前記流体圧シリンダから排出された流体を前記増圧装置の前記第１導入ポートに導く第１導入流路と、前記流体圧シリンダから排出された流体を前記増圧装置の前記第２導入ポートに導く第２導入流路と、前記増圧装置の導出ポートから導出された加圧流体を前記供給流路に導く回収流路と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、上述した増圧装置と同様の効果を奏するシリンダ装置を得ることができる。また、流体圧シリンダから排出された流体を増圧装置で加圧して流体圧シリンダの駆動に再び用いることができるため、シリンダ装置の省エネルギー化を図ることができる。
【００２３】
上記のシリンダ装置において、前記第１導入流路には、前記第１導入流路から前記第１導入ポートに向かう流体の流通を許可するとともに前記第１導入ポートから前記第１導入流路に向かう流体の流通を阻止する第１チェック弁が設けられ、前記第２導入流路には、前記第２導入流路から前記第２導入ポートに向かう流体の流通を許可するとともに前記第２導入ポートから前記第２導入流路に向かう流体の流通を阻止する第２チェック弁が設けられ、前記回収流路には、前記導出ポートから前記回収流路に向かう流体の流通を許可するとともに前記回収流路から前記導出ポートに向かう流体の流通を阻止する第３チェック弁が設けられていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、簡易な構成で増圧室内の流体を効率的に加圧することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、増圧装置に供給される流体自体によって当該流体を増圧することができるため、増圧装置の省エネルギー化を図ることができる。また、連通孔を有する連通用部材がシリンダ本体に接触することによって、連通位置と遮断位置とに変位するため、増圧装置の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の模式図である。
【図２】図１の増圧装置の斜視図である。
【図３】図２の増圧装置の縦断面図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【図５】図３の第２ピストン及び連通用部材の分解斜視図である。
【図６】図３の増圧装置において第１ピストン及び第２ピストンが変位した状態を示す縦断面図である。
【図７】図１の切換弁を切り替えた状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る増圧装置１０についてシリンダ装置１２との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るシリンダ装置１２は、流体圧シリンダ１４と、流体圧シリンダ１４を駆動させるためのシリンダ駆動装置１６とを備える。
【００２９】
流体圧シリンダ１４は、シリンダ部１８の内部を第１シリンダ室２０と第２シリンダ室２２とに区画して流体圧の作用によってシリンダ部１８の内部を往復摺動可能なピストン２４を有する。一端部がピストン２４に連結されたピストンロッド２６の他端部は、シリンダ部１８から外部に延びる。流体圧シリンダ１４は、ピストンロッド２６の押し出し時（伸長時）に図示しないワークの位置決め等の仕事を行い、ピストンロッド２６の引き込み時には仕事をしない。第１シリンダ室２０はピストンロッド２６と反対側に位置する駆動用圧力室であり、第２シリンダ室２２はピストンロッド２６側に位置する復帰側圧力室である。
【００３０】
シリンダ駆動装置１６は、駆動用回路２８と増圧用回路３０とを備える。駆動用回路２８は、流体圧シリンダ１４に駆動用の流体を供給するとともに流体圧シリンダ１４から排出された流体が導かれる。駆動用回路２８は、供給源３２、切換弁３４、供給流路３６、第１接続流路３８、第２接続流路４０、第３接続流路４２及び排出流路４４を有する。
【００３１】
供給源３２は、高圧の流体を供給するものであって、例えば、コンプレッサとして構成されている。切換弁３４は、第１〜第５ポート４６ａ〜４６ｅを有し、第１位置と第２位置との間で切り替え可能な電磁弁として構成されている。第１ポート４６ａは、供給流路３６を介して供給源３２に連通している。第２ポート４６ｂは、第１接続流路３８を介して第１シリンダ室２０に連通している。第３ポート４６ｃは、第２接続流路４０を介して第２シリンダ室２２に連通している。第４ポート４６ｄは、第３接続流路４２に連通している。第５ポート４６ｅは、排出流路４４に連通している。
【００３２】
切換弁３４が第２位置にある時は、第２ポート４６ｂと第５ポート４６ｅとが互いに連通するとともに第３ポート４６ｃと第４ポート４６ｄとが互いに連通し、第１ポート４６ａが閉塞される。切換弁３４が第１位置にある時は、第１ポート４６ａと第２ポート４６ｂとが互いに連通するとともに第３ポート４６ｃと第５ポート４６ｅとが互いに連通し、第４ポート４６ｄが閉塞される（図７参照）。切換弁３４は、非通電時にばね４８の付勢力により第２位置に保持され、通電時に第２位置から第１位置に切り替わる。なお、切換弁３４に対する通電は、図示しない上位装置であるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）から切換弁３４への通電指令の出力によって行われる。切換弁３４に対する非通電は、ＰＬＣから切換弁３４への非通電指令の出力によって行われる。
【００３３】
供給流路３６は、供給源３２の流体を第１シリンダ室２０に導入するためのものである。第３接続流路４２は、第１接続流路３８と第２接続流路４０とを互いに繋ぐ。第３接続流路４２には、チェック弁５０が設けられている。チェック弁５０は、第１接続流路３８から第２接続流路４０に向かう流体の流通を許可するとともに第２接続流路４０から第１接続流路３８に向かう流体の流通を阻止する。
【００３４】
排出流路４４には、第１絞り弁５２、第２絞り弁５４、サイレンサ５６及び排気口５８が設けられている。第１絞り弁５２は、流路断面積を変更可能な可変絞り弁として構成されており、切換弁３４が第２位置にある時に、第１接続流路３８から第３接続流路４２に向かう流体の流量を調整するために設けられている。
【００３５】
第２絞り弁５４は、排出流路４４における第１絞り弁５２よりも下流（切換弁３４が位置する側と反対側）に位置している。第２絞り弁５４は、流路断面積を変更可能な可変絞り弁として構成されている。サイレンサ５６は、排出流路４４における第２絞り弁５４よりも下流に位置している。サイレンサ５６は、排気口５８から大気に排出される流体の排気音を低減する。
【００３６】
増圧用回路３０は、流体圧シリンダ１４から駆動用回路２８の排出流路４４に排出された流体を加圧して駆動用回路２８の供給流路３６に戻すものである。増圧用回路３０は、接続流路６０、タンク６２、第１導入流路６４、第２導入流路６６、回収流路６８、増圧装置１０を有する。
【００３７】
接続流路６０は、排出流路４４における第１絞り弁５２及び第２絞り弁５４の間とタンク６２とを互いに繋ぐ。接続流路６０には、チェック弁７２が設けられている。チェック弁７２は、排出流路４４からタンク６２に向かう流体の流通を許可するとともにタンク６２から排出流路４４に向かう流体の流通を阻止する。タンク６２は、排出流路４４から増圧装置１０に導かれる流体を蓄積するためのものであって、例えば、エアタンクとして構成されている。
【００３８】
第１導入流路６４は、流体圧シリンダ１４から排出された流体を増圧装置１０の第１導入ポート１１２に導くものである。第１導入流路６４は、タンク６２と増圧装置１０の第１導入ポート１１２とを互いに繋ぐ。第１導入流路６４には、第１チェック弁７４が設けられている。第１チェック弁７４は、第１導入流路６４（タンク６２）から第１導入ポート１１２に向かう流体の流通を許可するとともに第１導入ポート１１２から第１導入流路６４（タンク６２）に向かう流体の流通を阻止する。
【００３９】
第２導入流路６６は、流体圧シリンダ１４から排出された流体を増圧装置１０の第２導入ポート１２６に導くものである。第２導入流路６６は、第１導入流路６４のうち第１チェック弁７４よりも上流側（タンク６２側）と増圧装置１０の第２導入ポート１２６とを互いに繋ぐ。第２導入流路６６には、第２チェック弁７６が設けられている。第２チェック弁７６は、第２導入流路６６（タンク６２）から第２導入ポート１２６に向かう流体の流通を許可するとともに第２導入ポート１２６から第２導入流路６６（タンク６２）に向かう流体の流通を阻止する。
【００４０】
回収流路６８は、増圧装置１０の導出ポート１１６から導出された加圧流体を供給流路３６に導くものである。回収流路６８は、増圧装置１０の導出ポート１１６と供給流路３６とを互いに繋ぐ。回収流路６８には、第３チェック弁７８が設けられている。第３チェック弁７８は、導出ポート１１６から回収流路６８（供給流路３６）に向かう流体の流通を許可するとともに回収流路６８（供給流路３６）から導出ポート１１６に向かう流体の流通を阻止する。
【００４１】
図３に示すように、増圧装置１０は、隔壁８０で仕切られた２つのシリンダ室８２、８４を有するシリンダ本体８６（図２参照）と、一方のシリンダ室８２内に摺動自在に配設されて一方のシリンダ室８２内を増圧室８８ａと第１室８８ｂとに区画する第１ピストン９０と、他方のシリンダ室８４内に摺動自在に配設されて他方のシリンダ室８４内を第２室９２ａと第３室９２ｂとに区画する第２ピストン９４と、隔壁８０を貫通するように設けられて第１ピストン９０及び第２ピストン９４を互いに連結するロッド９６と、第１ピストン９０が増圧室８８ａに向かう方向に第２ピストン９４を付勢する付勢部材９８と、を備えている。
【００４２】
シリンダ本体８６は、第１シリンダチューブ１００、第１エンドカバー１０２、隔壁８０、第２シリンダチューブ１０４、第２エンドカバー１０６を有する。第１シリンダチューブ１００には、全長に亘ってシリンダ室８２が形成されている。シリンダ室８２の一端側の開口部には第１エンドカバー１０２が嵌入され、シリンダ室８２の他端側の開口部には隔壁８０が嵌入されている。第１エンドカバー１０２、第１シリンダチューブ１００及び隔壁８０は、ボルト等の締結部材１０８によって互いに連結されている。第１エンドカバー１０２には、第１シリンダチューブ１００の一端側の開口部を構成する壁面に気密に接触する環状のシール部材１１０が装着されている。
【００４３】
増圧室８８ａは、第１エンドカバー１０２と第１ピストン９０との間に形成されている。第１室８８ｂは、第１ピストン９０と隔壁８０との間に形成されている。第１シリンダチューブ１００の一端部には、増圧室８８ａに流体を導入するための第１導入ポート１１２が形成されている。第１導入ポート１１２は、第１導入流路６４に連通している。第１シリンダチューブ１００の他端部には、第１室８８ｂ内を大気に開放するための第１大気ポート１１４が形成されている。
【００４４】
第１エンドカバー１０２の略中央には、増圧室８８ａ内で加圧された流体を導出させるための導出ポート１１６が形成されている。導出ポート１１６は、回収流路６８に連通している。導出ポート１１６は、第１エンドカバー１０２を厚さ方向に貫通するように形成されている。隔壁８０には、第１シリンダチューブ１００の他端側の開口部を構成する壁面に気密に接触する環状のシール部材１１８が装着されている。隔壁８０には、ロッド９６が挿通するロッド挿通孔１２０が形成されている。ロッド挿通孔１２０を構成する壁面には、ロッド９６に対して気密に接触するロッドパッキン１２２が装着されている。
【００４５】
第２シリンダチューブ１０４には、全長に亘って延在したシリンダ室８４が形成されている。シリンダ室８４の一端側の開口部には隔壁８０が嵌入され、シリンダ室８４の他端側の開口部には第２エンドカバー１０６が嵌入されている。第２シリンダチューブ１０４と隔壁８０とは、ボルト等の図示しない締結部材によって互いに連結されている。隔壁８０には、第２シリンダチューブ１０４の一端側の開口部を構成する壁面に気密に接触する環状のシール部材１２４が装着されている。
【００４６】
第２室９２ａは、隔壁８０と第２ピストン９４との間に形成されている。第３室９２ｂは、第２ピストン９４と第２エンドカバー１０６との間に形成されている。隔壁８０には、第２室９２ａ内に流体を導入するための第２導入ポート１２６が形成されている。第２導入ポート１２６は、第２導入流路６６に連通している。第２導入ポート１２６は、隔壁８０のうちシリンダ本体８６の外表面を構成する壁面と隔壁８０のうち第２室９２ａを構成する壁面とに開口している。第２シリンダチューブ１０４には、第３室９２ｂに連通する第２大気ポート１２８が形成されている。第２大気ポート１２８には、サイレンサ１３０を介して排気口１３２が設けられている（図１参照）。第２エンドカバー１０６には、第２シリンダチューブ１０４の他端側の開口部を構成する壁面に気密に接触する環状のシール部材１３４が装着されている。
【００４７】
第１ピストン９０の外周面には、第１シリンダチューブ１００の内周面に気密に接触する環状のピストンパッキン１３６が装着される装着溝１３８が形成されている。第１ピストン９０の中央部には、ロッド９６の一端部が装着される装着孔１４０が形成されている。
【００４８】
第２ピストン９４の外周面には、第２シリンダチューブ１０４の内周面に気密に接触する環状のピストンパッキン１４２が装着される装着溝１４４が形成されている。第２ピストン９４の中央部には、第２ピストン９４とロッド９６の他端部とを連結するボルト１４６が設けられるボルト装着孔１４８が形成されている。
【００４９】
付勢部材９８は、第２ピストン９４を隔壁８０が位置する側に付勢する圧縮ばねである。付勢部材９８は、第３室９２ｂ内に配設されている。付勢部材９８は、第２エンドカバー１０６から第２ピストン９４が位置する側に突出したガイド部１５０と第２ピストン９４との間に介設されている。ガイド部１５０の一部は、付勢部材９８の内孔に挿入されている。第２エンドカバー１０６は、その全体が第２シリンダチューブ１０４内に位置している。第２シリンダチューブ１０４の他端側の開口部を構成する壁面には、第２エンドカバー１０６の他端側の移動を阻止する止め輪１５２が設けられている。
【００５０】
図３〜図５に示すように、第２ピストン９４には、当該第２ピストン９４の軸線方向に貫通した２つの貫通孔１５４が形成されている。これら貫通孔１５４は、第２ピストン９４の軸線を中心に点対称に設けられている。各貫通孔１５４は、第２ピストン９４の軸線方向の一方の面に開口する大径孔１５６ａと、大径孔１５６ａに連通するとともに第２ピストン９４の軸線方向の他方の面に開口する小径孔１５６ｂとを含む。すなわち、大径孔１５６ａと小径孔１５６ｂとの境界部には、隔壁８０が位置する側を指向する段差面１５８が設けられている。
【００５１】
各貫通孔１５４には、第２ピストン９４の軸線方向に移動可能に連通用部材１６０が設けられている。連通用部材１６０は、第２室９２ａと第３室９２ｂとを互いに連通させるための連通孔１６２を有する本体部１６４と、本体部１６４に設けられたシール部材１６６とを有する。本体部１６４は、本体部１６４の一端部である第１大径部１６４ａと、本体部１６４の他端部である第２大径部１６４ｂと、第１大径部１６４ａと第２大径部１６４ｂとを互いに連結する小径の中間部１６４ｃとを備える。
【００５２】
第１大径部１６４ａは、大径孔１５６ａに挿入可能に構成されている。中間部１６４ｃは、小径孔１５６ｂに挿通されている。第２大径部１６４ｂは、第３室９２ｂ内に位置している。
【００５３】
シール部材１６６は、第１大径部１６４ａの外周面に装着されている。連通孔１６２は、本体部１６４の中間部１６４ｃの外周面に開口した第１孔１６８と、本体部１６４の第２大径部１６４ｂの外面に開口した第２孔１７０とを含む。第１孔１６８は、第２ピストン９４の軸線方向と直交する方向に中間部１６４ｃを貫通している。第２孔１７０は、第１孔１６８から中間部１６４ｃの他端面まで延在した長孔１７０ａと、第２大径部１６４ｂの端面に形成された凹部１７０ｂと、長孔１７０ａに連通して凹部１７０ｂの底面に開口する中間孔１７０ｃとを含む。凹部１７０ｂは、第２大径部１６４ｂの径方向の全長に亘って延在している。つまり、凹部１７０ｂは、第２大径部１６４ｂの外周面に開口している。
【００５４】
連通用部材１６０は、連通孔１６２を介して第２室９２ａ及び第３室９２ｂが互いに連通する連通位置（図６に示す位置）と第２室９２ａ及び第３室９２ｂの連通が遮断される遮断位置（図３に示す位置）とに変位可能に構成されている。つまり、図６に示すように、連通用部材１６０が連通位置に位置した際、第１大径部１６４ａが大径孔１５６ａから第２室９２ａ内に離脱することにより、第２室９２ａ及び第３室９２ｂが連通孔１６２と大径孔１５６ａとを介して互いに連通する。このとき、シール部材１６６は、大径孔１５６ａを構成する壁面から離間している。また、図３に示すように、連通用部材１６０が遮断位置に位置した際、シール部材１６６が大径孔１５６ａを構成する壁面に気密に接触することにより、第２室９２ａ及び第３室９２ｂの連通が遮断される。
【００５５】
連通用部材１６０は、増圧室８８ａが縮小する方向（図３の左側）に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が変位した際に第１大径部１６４ａ（連通用部材１６０）が隔壁８０（シリンダ本体８６）に接触することにより連通位置から遮断位置に変位する。換言すれば、連通用部材１６０は、第２ピストン９４が一方のストロークエンドに位置した時に連通位置から遮断位置に切り替わる。この際、第１大径部１６４ａが段差面１５８に接触することにより、連通用部材１６０の他端側（ガイド部１５０側）への移動が規制される。なお、第１大径部１６４ａは、段差面１５８に接触した状態で第２室９２ａ内に突出している。
【００５６】
また、本体部１６４は、連通用部材１６０が遮断位置に位置した状態で本体部１６４の他端面がシリンダ本体８６に接触可能なように第２ピストン９４よりも他方の側に位置するように構成されている。
【００５７】
図６に示すように、連通用部材１６０は、増圧室８８ａが拡大する方向（図６の右側）に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が変位した際に第２大径部１６４ｂ（連通用部材１６０）がガイド部１５０（シリンダ本体８６）に接触することにより遮断位置から連通位置に変位する。換言すれば、連通用部材１６０は、第２ピストン９４が他方のストロークエンドに位置した時に連通位置から遮断位置に切り替わる。この際、第２大径部１６４ｂが第２ピストン９４に接触することにより、連通用部材１６０の一端側（隔壁８０側）への移動が規制される。なお、第２大径部１６４ｂは、第２ピストン９４に接触した状態で第３室９２ｂ内に突出している。
【００５８】
また、本体部１６４は、連通用部材１６０が連通位置に位置した状態で本体部１６４の一端面がシリンダ本体８６に接触可能なように第２ピストン９４よりも一方の側に位置するように構成されている。この際、本体部１６４の他端面は、第２ピストン９４よりも他方の側に位置している。
【００５９】
すなわち、連通用部材１６０は、貫通孔１５４内を軸線方向に移動することによって連通位置と遮断位置とに変位する。また、図４において、連通用部材１６０は、貫通孔１５４からの離脱を阻止する離脱阻止部１７２を有している。
【００６０】
離脱阻止部１７２は、第１大径部１６４ａと段差面１５８とを含み、第１大径部１６４ａが段差面１５８に接触することにより連通用部材１６０の貫通孔１５４から第３室９２ｂ内への離脱が阻止される。離脱阻止部１７２は、第２大径部１６４ｂを含み、第２大径部１６４ｂが第２ピストン９４の他方の面に接触することにより連通用部材１６０の貫通孔１５４からの第２室９２ａ内への離脱が阻止される。
【００６１】
本実施形態に係る増圧装置１０及びシリンダ装置１２は、基本的には以上のように構成されるものであって、次に、その動作（使用方法）について説明する。初期状態において、図１に示すように、流体圧シリンダ１４のピストン２４は、ピストンロッド２６とは反対側のストロークエンドに位置し、切換弁３４は第２位置に位置している。また、増圧装置１０の連通用部材１６０は、遮断位置に位置している（図３参照）。
【００６２】
シリンダ装置１２において、ピストンロッド２６を伸長させる駆動工程を行う場合、図７に示すように、切換弁３４を第２位置から第１位置に切り替える。そうすると、供給源３２から供給流路３６、第１ポート４６ａ、第２ポート４６ｂ及び第１接続流路３８を介して第１シリンダ室２０に高圧の流体（圧縮空気）が流入する。これにより、ピストン２４がピストンロッド２６側に変位してピストンロッド２６が伸長するとともに第２シリンダ室２２内の流体が第２接続流路４０、第３ポート４６ｃ及び第５ポート４６ｅを介して排出流路４４に排出される。この際、第３接続流路４２が連通する第４ポート４６ｄが閉塞されているため、供給源３２の流体は第１シリンダ室２０内に効率的に供給される。第２シリンダ室２２から排出流路４４に排出された流体は、サイレンサ５６及び排気口５８を介して大気に排出される。ただし、第２絞り弁５４の流路断面積を調整することによって、排出流路４４内の流体をタンク６２に貯蓄するようにしてもよい。
【００６３】
次いで、ピストンロッド２６を引き込む復帰工程を行う場合、図１に示すように、切換弁３４を第１位置から第２位置に切り替える。そうすると、供給流路３６が連通する第１ポート４６ａが閉塞されるため、供給源３２から第１シリンダ室２０内への流体の供給が停止される。そして、第１シリンダ室２０内の流体が第１接続流路３８、第３接続流路４２、第４ポート４６ｄ、第３ポート４６ｃ及び第２接続流路４０を介して第２シリンダ室２２内に導かれる。これにより、ピストン２４がピストンロッド２６とは反対側に変位してピストンロッド２６が引き込まれるとともに第１シリンダ室２０内の流体が第１接続流路３８に排出される。
【００６４】
復帰工程では、第１シリンダ室２０内から排出された流体を用いてピストン２４を変位させている。そのため、供給源３２から第２シリンダ室２２内に流体を供給する必要がなく、供給源３２の消費電力及び空気消費量が抑えられるため、シリンダ装置１２の省エネルギー化が図られる。
【００６５】
第１シリンダ室２０から第１接続流路３８に排出された流体は、第３接続流路４２に導かれるとともに第２ポート４６ｂ及び第５ポート４６ｅを介して排出流路４４に導かれる。この際、第１絞り弁５２の流路断面積を変更することにより、第３接続流路４２に導かれる流体の流量と排出流路４４に導かれる流体の流量との割合が調整される。
【００６６】
排出流路４４に導かれた流体は、第２絞り弁５４の流路断面積を調整することにより、接続流路６０を介してタンク６２に貯蓄される。これにより、タンク６２内の流体の圧力を供給源３２から導出される流体の圧力の約半分の圧力まで迅速に上昇させることができる。
【００６７】
タンク６２内の流体は、第１導入流路６４及び第１導入ポート１１２を介して増圧室８８ａ内に導かれるとともに第２導入流路６６及び第２導入ポート１２６を介して第２室９２ａ内に導かれる。このとき、図３に示すように、連通用部材１６０は遮断位置に位置しているため、第２室９２ａ及び第３室９２ｂの連通は遮断されている。また、供給流路３６が連通する第１ポート４６ａが閉塞されているため、回収流路６８のうち第３チェック弁７８よりも供給流路３６側に存在する流体の圧力がタンク６２内の流体の圧力よりも高くなる。よって、第１導入ポート１１２から増圧室８８ａ内に導入された流体が回収流路６８に流れることはない。
【００６８】
増圧室８８ａ内に導入された流体は、第１ピストン９０をシリンダ本体８６の他端側に力Ｆ１で押圧する。第２室９２ａ内に導入された流体は、第２ピストン９４をシリンダ本体８６の他端側に力Ｆ２で押圧する。これにより、第１ピストン９０及び第２ピストン９４は、力Ｆ１と力Ｆ２の合力によってシリンダ本体８６の他端側に押圧されることとなる。
【００６９】
そうすると、第１ピストン９０及び第２ピストン９４は、付勢部材９８の付勢力に抗して（付勢部材９８を圧縮させながら）シリンダ本体８６の他端側に向かって変位する。このとき、第１室８８ｂ内の流体は、第１大気ポート１１４を介して大気に排出され、第３室９２ｂ内の流体は、第２大気ポート１２８を介して大気に排出される。そして、図６において、連通用部材１６０の他端面がガイド部１５０の突出部の突出端面に接触すると、連通用部材１６０が貫通孔１５４を隔壁８０側に移動して遮断位置から連通位置に変位する。これにより、第２室９２ａ及び第３室９２ｂが連通孔１６２を介して互いに連通する。
【００７０】
第２室９２ａ及び第３室９２ｂが互いに連通すると、第２室９２ａ内と第３室９２ｂ内とが同圧になるため、第２ピストン９４には力Ｆ２が作用しなくなる。そのため、第１ピストン９０及び第２ピストン９４は、付勢部材９８の付勢力によってシリンダ本体８６の一端側に変位する。この際、第１チェック弁７４によって増圧室８８ａ内の流体がタンク６２に逆流することが阻止され、第２チェック弁７６によって第２室９２ａ内の流体がタンク６２に逆流することが阻止されている。また、第１室８８ｂ内には、第１大気ポート１１４を介して大気が流入され、第３室９２ｂ内には第２室９２ａ内の流体が流入する。これにより、増圧室８８ａ内の流体が加圧される。
【００７１】
増圧室８８ａの流体の圧力が供給源３２から導出される流体の圧力（回収流路６８及び供給流路３６に存在する流体の圧力）以上になると、増圧室８８ａ内の流体が回収流路６８のうち第３チェック弁７８よりも供給流路３６側に流れて供給流路３６に回収される。
【００７２】
そして、第１ピストン９０及び第２ピストン９４が元の位置に復帰すると、タンク６２内の流体が増圧室８８ａ及び第２室９２ａ内に導入され、上述した増圧動作が再度行われる。つまり、本実施形態では、流体圧シリンダ１４の復帰工程中に、増圧装置１０の上述した増圧操作が複数回行われることとなる。
【００７３】
その後、流体圧シリンダ１４の駆動工程を行う際に、増圧装置１０から回収された流体が流体圧シリンダ１４のピストン２４の駆動に用いられるため、供給源３２の負担が軽減される。つまり、流体圧シリンダ１４の駆動工程において、供給源３２の電力消費量及び空気消費量が抑えられるため、シリンダ装置１２の省エネルギー化が図られる。
【００７４】
次に、本実施形態の作用効果について以下に説明する。
【００７５】
増圧装置１０は、隔壁８０で仕切られた２つのシリンダ室８２、８４を有するシリンダ本体８６と、一方のシリンダ室８２内に摺動自在に配設されて一方のシリンダ室８２内を増圧室８８ａと第１室８８ｂとに区画する第１ピストン９０と、他方のシリンダ室８４内に摺動自在に配設されて他方のシリンダ室８４内を第２室９２ａと第３室９２ｂとに区画する第２ピストン９４と、隔壁８０を貫通するように設けられて第１ピストン９０及び第２ピストン９４を互いに連結するロッド９６と、第１ピストン９０が増圧室８８ａに向かう方向に第１ピストン９０及び第２ピストン９４の少なくとも一方を付勢する付勢部材９８とを備える。
【００７６】
シリンダ本体８６には、増圧室８８ａに流体を導入するための第１導入ポート１１２と、第１室８８ｂ内を大気に開放する第１大気ポート１１４と、第２室９２ａ内に流体を導入するための第２導入ポート１２６と、第３室９２ｂ内を大気に開放する第２大気ポート１２８と、増圧室８８ａ内で加圧された流体を導出させるための導出ポート１１６とが形成されている。
【００７７】
第２ピストン９４には、第２室９２ａと第３室９２ｂとを互いに連通させるための連通孔１６２を有し、且つ連通孔１６２を介して第２室９２ａ及び第３室９２ｂが互いに連通する連通位置と第２室９２ａ及び第３室９２ｂの連通が遮断される遮断位置とに変位可能な連通用部材１６０が設けられている。
【００７８】
連通用部材１６０は、増圧室８８ａが縮小する方向に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が変位した際に連通用部材１６０がシリンダ本体８６に接触することにより連通位置から遮断位置に変位し、増圧室８８ａが拡大する方向に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が変位した際に連通用部材１６０がシリンダ本体８６に接触することにより遮断位置から連通位置に変位可能に構成されている。
【００７９】
これにより、連通用部材１６０が遮断位置に位置した状態で第１導入ポート１１２から増圧室８８ａに流体が供給されるとともに第２導入ポート１２６から第２室９２ａ内に流体が供給される。そうすると、増圧室８８ａ及び第２室９２ａが拡大する方向に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が付勢部材９８の付勢力に抗して変位する。そして、連通用部材１６０が遮断位置から連通位置に変位すると、第２室９２ａ及び第３室９２ｂが互いに連通する。
【００８０】
そうすると、付勢部材９８の付勢力によって増圧室８８ａ及び第２室９２ａが縮小する方向に第１ピストン９０及び第２ピストン９４が押し戻されるため、増圧室８８ａ内の流体が加圧されて導出ポート１１６から導出される。このように、増圧装置１０に供給される流体自体によって当該流体を増圧することができるため、増圧装置１０の省エネルギー化を図ることができる。また、連通孔１６２を有する連通用部材１６０がシリンダ本体８６に接触することによって、連通位置と遮断位置とに変位するため、増圧装置１０の構成を簡素化することができる。
【００８１】
第２ピストン９４には、第２ピストン９４の軸線方向に貫通した貫通孔１５４が形成されている。連通用部材１６０は、貫通孔１５４内を軸線方向に移動することによって連通位置と遮断位置とに変位している。これにより、簡易な構成により連通用部材１６０を連通位置と遮断位置とに変位させることができる。
【００８２】
連通用部材１６０は、第２ピストン９４の軸線方向に沿って延在した本体部１６４と、本体部１６４の一端部の外周面に設けられたシール部材１６６と、を有する。連通孔１６２は、本体部１６４の中間部１６４ｃの外周面に開口した第１孔１６８と、本体部１６４の他端部に開口した第２孔１７０と、を含む。シール部材１６６は、連通用部材１６０が遮断位置に位置した状態で貫通孔１５４を構成する壁面に気密に接触し、連通用部材１６０が連通位置に位置した状態で貫通孔１５４を構成する壁面から離間する。これにより、シール部材１６６によって第２室９２ａ及び第３室９２ｂの連通を遮断することができる。
【００８３】
本体部１６４は、連通用部材１６０が連通位置に位置した状態で本体部１６４の一端面がシリンダ本体８６に接触可能なように第２ピストン９４よりも一方の側に位置し、連通用部材１６０が遮断位置に位置した状態で本体部１６４の他端面がシリンダ本体８６に接触可能なように第２ピストン９４よりも他方の側に位置するように構成されている。これにより、本体部１６４の一端面がシリンダ本体８６に接触することによって連通用部材１６０を連通位置から遮断位置に変位させ、本体部１６４の他端面がシリンダ本体８６に接触することによって連通用部材１６０を遮断位置から連通位置に変位させることができる。
【００８４】
本体部１６４は、連通用部材１６０が連通位置に位置した状態で本体部１６４の他端面が第２ピストン９４よりも他方の側に位置している。第２孔１７０は、本体部１６４の他端部の側面に開口している。これにより、第２孔１７０が本体部１６４の他端部の側面に開口しているため、本体部１６４の他端面がシリンダ本体８６に接触して連通用部材１６０が遮断位置から連通位置に変位した状態でシリンダ本体８６によって連通孔１６２が閉塞されることを防止することができる。
【００８５】
連通用部材１６０は、貫通孔１５４からの離脱を阻止する離脱阻止部１７２を有する。これにより、連通用部材１６０が第２ピストン９４の貫通孔１５４から離脱することを阻止することができる。
【００８６】
シリンダ装置１２は、増圧装置１０と、シリンダ部１８の内部を第１シリンダ室２０と第２シリンダ室２２とに区画してシリンダ部１８の内部を往復摺動可能なピストン２４を有する流体圧シリンダ１４と、第１シリンダ室２０内に流体を供給するための供給流路３６と、流体圧シリンダ１４から排出された流体を増圧装置１０の第１導入ポート１１２に導く第１導入流路６４と、流体圧シリンダ１４から排出された流体を増圧装置１０の第２導入ポート１２６に導く第２導入流路６６と、増圧装置１０の導出ポート１１６から導出された加圧流体を供給流路３６に導く回収流路６８と、を備える。
【００８７】
第１導入流路６４には、第１導入流路６４から第１導入ポート１１２への流体の流通を許可するとともに第１導入ポート１１２から第１導入流路６４への流体の流通を阻止する第１チェック弁７４が設けられている。第２導入流路６６には、第２導入流路６６から第２導入ポート１２６への流体の流通を許可するとともに第２導入ポート１２６から第２導入流路６６への流体の流通を阻止する第２チェック弁７６が設けられている。回収流路６８には、導出ポート１１６から回収流路６８への流体の流通を許可するとともに回収流路６８から導出ポート１１６への流体の流通を阻止する第３チェック弁７８が設けられている。これにより、簡易な構成で増圧室８８ａ内の流体を効率的に加圧することができる。
【００８８】
本発明は、上述した構成に限定されない。例えば、増圧装置１０において、付勢部材９８を第１室８８ｂ内に配設して付勢部材９８によって第１ピストン９０をロッド９６とは反対側に付勢してもよい。
【００８９】
増圧装置１０では、第１ピストン９０及び隔壁８０の間に増圧室８８ａを設けるとともに第１エンドカバー１０２及び第１ピストン９０の間に第１室８８ｂを設け、第２ピストン９４及び第２エンドカバー１０６の間に第２室９２ａを設けるとともに第２ピストン９４及び隔壁８０の間に第３室９２ｂを設けてもよい。この場合、シリンダ本体８６には、増圧室８８ａに連通する第１導入ポート１１２と、第１室８８ｂに連通する第１大気ポート１１４と、第２室９２ａに連通する第２導入ポート１２６と、第３室９２ｂに連通する第２大気ポート１２８と、増圧室８８ａに連通する導出ポート１１６とが形成される。また、付勢部材９８は、第１ピストン９０及び第２ピストン９４の少なくとも一方を増圧室８８ａが縮小する方向に付勢するように設けられる。このような構成であっても、上述した構成と同様の効果を奏する。
【００９０】
本発明に係る増圧装置及びシリンダ装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９１】
１０…増圧装置                      １２…シリンダ装置
８０…隔壁                          ８２、８４…シリンダ室
８６…シリンダ本体                  ８８ａ…増圧室
８８ｂ…第１室                      ９０…第１ピストン
９２ａ…第２室                      ９２ｂ…第３室
９４…第２ピストン                  ９６…ロッド
９８…付勢部材                      １１２…第１導入ポート
１１４…第１大気ポート              １１６…導出ポート
１２６…第２導入ポート              １２８…第２大気ポート
１６０…連通用部材                  １６２…連通孔
【図１】
2018189100.tif 000003
【図２】
2018189100.tif 000004
【図３】
2018189100.tif 000005
【図４】
2018189100.tif 000006
【図５】
2018189100.tif 000007
【図６】
2018189100.tif 000008
【図７】
2018189100.tif 000009