(57)【要約】  少なくとも１つの空気圧シリンダーを備える空気圧システムを動作させる方法であって、第１のストロークのために空気圧シリンダーに圧力下の第１のガスを供給するステップであって、前記第１のストロークは前記シリンダーの作動ストロークである、第１のガスを供給するステップと、圧力下の第２のガスを供給するステップであって、該第２のガスの圧力は前記第１のガスの圧力よりも低いものである、第２のガスを供給するステップとを含んでなり、前記第２のガスを供給するステップは、前記空気圧シリンダーの第２のストローク時に前記空気圧シリンダーから前記第１のガスを供給することを含むものである、空気圧システムを動作させる方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの空気圧シリンダーを備える空気圧システムを動作させる方法であって、
第１のストロークのために空気圧シリンダーに圧力下の第１のガスを供給するステップであって、前記第１のストロークは前記シリンダーの作動ストロークである、第１のガスを供給するステップと、
圧力下の第２のガスを供給するステップであって、該第２のガスの圧力は前記第１のガスの圧力よりも低いものである、第２のガスを供給するステップと
を含んでなり、
前記第２のガスを供給するステップは、前記空気圧シリンダーの第２のストローク時に前記空気圧シリンダーから前記第１のガスを供給することを含む、空気圧システムを動作させる方法。
【請求項２】
前記第２のガスを供給するステップは、前記第２のストロークにおいて前記空気圧シリンダーから蓄圧容器に前記第１のガスを供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するステップを更に含み、前記第２のストロークは作動ストロークであり、前記第２のガスを供給するステップは、前記空気圧シリンダーの前記第１のストローク時に前記空気圧シリンダーから前記第１のガスを供給することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第２のガスを供給するステップを更に含み、前記第２のストロークは戻りストロークである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のガスを供給するステップは、前記戻りストロークのために前記空気圧シリンダーからの前記第１のガスを該空気圧シリンダーに供給することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記作動ストロークでは、前記第１のガスは作動ラインを通って前記空気圧シリンダーに供給され、前記第２のストローク中に前記第２のガスを供給することは、前記空気圧シリンダーから前記作動ラインを少なくとも部分的にシールして前記第２のガスを供給するように作動弁を切り換えることを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
空気圧システムであって、
少なくとも１つの空気圧シリンダーであって、該空気圧シリンダーは第１のストローク及び第２のストロークを行うように配置され、前記第１のストロークは作動ストロークである、少なくとも１つの空気圧シリンダーと、
圧力下の第１のガスを供給する少なくとも１つの第１のガス源と、
圧力下の第２のガスを供給する少なくとも１つの第２のガス源であって、前記第２のガスの圧力は前記第１のガスの圧力よりも低い、少なくとも１つの第２のガス源と、
前記空気圧シリンダーへのガスの供給を切り換える少なくとも１つの切換装置であって、前記第１のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給し、前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第１のガス又は前記第２のガスを供給するように配置される、少なくとも１つの切換装置と、
前記第１のストロークでは前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給し、前記第２のストロークでは前記空気圧シリンダーから前記第２のガス源に前記第１のガスを供給するように配置される、少なくとも１つの作動弁と
を備えてなる、空気圧システム。
【請求項８】
前記作動弁は、前記第２のガス源への前記第１のガスの排出中に該作動弁から前記切換装置への前記ガスの流れを調整する速度調整器を含む、請求項７に記載の空気圧システム。
【請求項９】
前記第２のガス源は蓄圧容器を含み、前記作動弁は、前記第２のストロークでは前記空気圧シリンダーの前記作動ストロークからの前記第１のガスを前記蓄圧容器に供給するように配置される、請求項７又は８に記載の空気圧システム。
【請求項１０】
前記切換装置は作動出口及び第２の出口を備え、前記作動出口は、前記作動ストロークで前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置され、前記第２の出口は、前記第２のストロークで前記空気圧シリンダーに前記第１のガス又は前記第２のガスを供給するように配置され、前記作動弁は前記作動出口と前記空気圧シリンダーとの間に配置される、請求項７〜９のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１１】
前記作動弁は、
前記切換装置との接続用に配置された作動ポートと、
前記シリンダーとの接続用に配置されたシリンダーポートと、
前記第２のガス源との接続用に配置された少なくとも１つの第２のガスポートと
を備えており、
前記作動弁は、前記作動ポートへの圧力下のガスの供給時に前記シリンダーポートにガスを供給するように、及び、前記シリンダーポートから前記第２のガスポートに前記ガスの少なくとも一部を別様に供給するように配置され、前記作動弁は、前記シリンダーポートから前記作動ポートへのガスの逆流を調整する速度調整器を更に備える、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１２】
前記第２のガスポートは逆止弁を含む、請求項１１に記載の空気圧システム。
【請求項１３】
前記切換装置は、前記第２のストロークでは前記空気圧シリンダーに前記第２のガスを供給するように配置される低圧切換装置を含み、前記第２のストロークは戻りストロークである、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１４】
前記第２のガス源は接続ラインを含み、前記作動弁は、前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーから前記接続ラインを通して該空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置される、請求項１３に記載の空気圧システム。
【請求項１５】
戻り弁を更に含み、該戻り弁は、前記接続ラインからの前記第２のガス及び前記低圧切換装置からのガスを前記空気圧シリンダーに供給するように配置され、前記第１のストロークにおいて前記空気圧シリンダーから該弁を通るガスの流れを調整する速度調整器を含む、請求項１４に記載の空気圧システム。
【請求項１６】
前記切換装置は、前記第２のストロークにおいて前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置される高圧切換装置を含み、前記第２のストロークは作動ストロークであり、２つの作動弁が前記作動ストロークからの前記第１のガスを前記第２のガス源へ供給するように配置される、請求項７〜１５のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１７】
複数の空気圧シリンダーへのガスを切り換えるように、複数の切換装置、少なくとも１つの低圧切換装置及び少なくとも１つの高圧切換装置を含む切換システムを備える、請求項７〜１６のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１８】
接続システムを更に含み、該接続システムは、前記空気圧システムを制御するように配置されている制御端子に前記空気圧システムを接続するように配置され、前記接続システムは、前記空気圧システムの制御のために該空気圧システムとの接続用の複数の第１の極と、前記制御端子との接続用の複数の第２の極とを備え、少なくとも１つの第１の極と少なくとも１つの第２の極との取り外し可能な接続用の少なくとも１つの接続装置を更に含み、該接続装置は導電性ワイヤーを含む、請求項７〜１７のいずれか一項に記載の空気圧システム。
【請求項１９】
請求項７〜１８のいずれか一項に記載の前記空気圧システムにおいて使用される切換装置、切換システム、作動弁、戻り弁、及び／又は接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの空気圧シリンダーを備える空気圧システムを動作させる方法に関する。本発明はさらに、少なくとも１つのシリンダーを備える空気圧システムに関する。本発明はさらにまた、上記空気圧システムの種々の構成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気は工業において最も費用のかかるエネルギー担体であり、電気の工業的使用のおよそ１５％〜２０％がこの圧縮空気を生成するのに費やされていることが認められている。長年、市場では、圧縮空気は「無料」であるという認識があったが、今日では、省エネルギー及びＣＯ２排出削減のための働きかけにより、圧縮空気の生成、搬送及び使用において多くのエネルギー又はコストの節約ができることがかなり明らかになってきている。
【０００３】
これまで、空気圧制御システムは多くの場合、過大寸法のピストンシリンダーを用いているが、この過大寸法のピストンシリンダーは、作動圧力を下げることによって省エネルギーの余地があり、それでもなお空気圧システムが必要とするような十分な力を送達することができる。制御弁の開発における過去数十年の傾向は、機能の統合並びに寸法及び流路の縮小化である。この結果、市場が認識していない圧力損失が空気圧システムに生じている。空気圧システムにおいてエネルギーを節約することができるという認識が育ちつつある。しかしながら、市場に提供されている技術のレベルは低く、漏れの探索及び漏れの補修よりも高くはない。
【０００４】
使用地点ごとの圧力の低減、及び空気圧システムにおける圧力損失の低減は、空気圧設備における効率の改善に大きな余地を与える。しかしながら、システム圧力を下げることは、ピストンシリンダーの反応時間及びサイクル時間が増え、空気圧システムがより低速になり、したがって効率が落ちるという不都合点を有することになる。圧力調整器による圧力の低減は、常にエネルギー損失につながることになり、かなりのエネルギーコストで先に高圧レベルに至っている空気によって行われるという不都合点を有する。
【０００５】
特許文献１が、双方とも同じ過剰圧力源（excess pressure source）からの圧力レギュレーターによって設定されている高圧システム及び低圧システムを備える空気圧システムを記載している。高圧システムの圧力は、高圧レギュレーターに通じる作動ポート及び低圧レギュレーターに通じるピストンシリンダー戻りポートの双方に接続された３／２弁によってシリンダー配置の作動ストローク中に（単一作動型のエアスプリング復帰式）ピストンシリンダーの作動室内で作用する。低圧システムは逆圧として作用し、（エアスプリングが）高圧システム圧力により作動ストローク中にピストン移動によって圧縮され、したがって低圧システム圧力の増加を生む。過剰な加圧を防止するために、低圧システム容積の容積を増加させることによって蓄圧タンクを用いることができる。圧縮による低圧システムのいかなる更なる過剰圧力も安全弁によって大気へ排出されることで、低圧システム圧力による逆圧が高いことにより力の過剰な損失を防止する。戻りストローク中、作動室の高圧空気が３／２弁を通じて大気に排出された後、常に変わらないままの低圧システム（その排気が逆止弁によって阻止されることが理由である）がピストンを戻すことになる。ピストン移動によって引き起こされる、低圧システム容積の容積増加により、低圧が設定値以下に下がる場合、低圧システム空気が過剰圧力源の予め設定された低圧レギュレーターを通じて低圧システムに送り込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３６６１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、他の目的の中でも特に、少なくとも１つの空気圧シリンダーを備える空気圧システムを動作させる、エネルギー効率の良い方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、他の目的の中でも特に、添付の請求項１に規定されている空気圧システムを動作させる方法で本発明により達成される。
【０００９】
具体的には、上記の目的は、他の目的の中でも特に、少なくとも１つの空気圧シリンダーを備える空気圧システムを動作させる方法であって、
第１のストロークのために空気圧シリンダーに圧力下の第１のガスを供給するステップであって、前記第１のストロークは前記シリンダーの作動ストロークである、第１のガスを供給するステップと、
圧力下の第２のガスを供給するステップであって、該第２のガスの圧力は前記第１のガスの圧力よりも低いものである、第２のガスを供給するステップと
を含んでなり、
前記第２のガスを供給するステップは、前記空気圧シリンダーの第２のストローク時に前記空気圧シリンダーから前記第１のガスを供給することを含む方法によって本発明が達成される。本発明によれば、作動ストロークで用いたガスは、当該技術分野においてよく見られるように外気へ排出される代わりに、第２のガスとして再利用される。
【００１０】
作動ストロークに用いたガスは、該作動ストロークを行った後でなおも残圧を有しているため、シリンダーに対して供給又は回収されるガスである第２のガスを、他の目的、例えばポンプを動作させるか又はシリンダーの戻りストロークを実現させるために用いることができる。第１のガスを再利用することによって、空気圧システムを動作させるエネルギー効率の良い方法が本発明に従って提供されることが理解されるであろう。本発明は、空気圧システムにおいて、２５％〜最大５０％超のエネルギー削減を可能にする。
【００１１】
作動ストロークに用いた第１のガスは次のストローク時に供給又は回収され、その場合、作動ストロークに用いた第１のガスは第２のガスを供給するために回収される。第２のガスを供給するステップは、好ましくは、上記空気圧シリンダーの前回の作動ストロークからの空気圧シリンダーからの第１のガスを供給することを含む。
【００１２】
好ましくは、第２のガスを供給するステップは、第２のストロークで空気圧シリンダーから蓄圧容器に第１のガスを供給することを含む。作動ストロークに続くストロークでは、第１のガスは第２のガスとして貯蔵されるようにシリンダーから蓄圧容器に供給される。これによって、第２のガスを供給するステップは、好ましくは、作動ストロークに続くストローク時に空気圧シリンダーから上記蓄圧容器に第１のガスを排出することを含む。より好ましくは、シリンダーから蓄圧容器にガスを供給するステップは、上記第２のストローク中に蓄圧容器からシリンダーへのガスの逆流を防止するように逆止弁を介してガスを供給することを含む。
【００１３】
本発明による方法の好ましい実施の形態は、前記第２のストロークのために空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するステップを含み、前記第２のストロークは作動ストロークであり、前記第２のガスを供給するステップは、前記空気圧シリンダーの前記第１のストローク時に前記空気圧シリンダーから前記第１のガスを供給することを更に含む。この実施の形態では、空気圧シリンダーの第１のストローク及び第２のストロークは、双方とも作動ストロークである。これらの作動ストロークを行うために、高圧の第１のガスが第１のストローク及び第２のストロークの双方でシリンダーに供給される。これにより、双方のストローク中に第２のガスを供給又は回収することも可能である。第２のストローク中、第１の作動ストロークに用いたガスが第２のガスとして供給されるが、第１のストロークでは、ガスは、前回の作動ストローク、すなわち第２のストロークで用いたシリンダーから回収される。
【００１４】
第１のストローク及び第２のストロークとは、空気圧シリンダーサイクルにおける２つの続くストロークを意味することに留意されたい。一例として、第１のストロークをアウトストロークとすることができ、第２のストロークをインストロークとすることができるか、又は逆に第１のストロークをインストロークとすることができ、第２のストロークをアウトストロークとすることができる。作動ストロークとは、空気圧シリンダーが、作動する（すなわち或る距離にわたって力を送達する）すなわち物体を移動させるように配置される、ストロークを意味する。これは、空気圧シリンダーが作動しないか又はその作動が作動ストロークにおけるよりも少なくとも実質的に少ない戻りストロークとは対照的である。概して、戻りストロークは、いかなる実質的な作動も行わずに空気圧シリンダーのピストンを次の作動ストロークのために初期位置に戻す。
【００１５】
第１のガスの圧力は、好ましくは約４バール〜１０バール、より好ましくは約６バール〜８バールである。これによって、空気圧シリンダーの効率の良い作動ストロークが可能となる。第２のガスの圧力は、好ましくは約１．５バール〜３バールであり、より好ましくは第２のガスの圧力は約２バールである。上記第２のガスは、第１のガスから効率良く回収されるがそれでもなお空気圧シリンダーの戻りストロークのために十分な圧力を供給することができる。
【００１６】
本発明による方法の更に好ましい実施の形態は、第２のストロークのために空気圧シリンダーに第２のガスを供給するステップを含み、上記第２のストロークは戻りストロークである。空気圧シリンダーは戻りストロークではあまり作動しないため、戻りストロークである第２のストロークを行うのに第２のガスを用いることができる。この結果、前回の作動ストロークで用いた第１のガスを戻りストロークを行うのに用いることができるため、非常に効率の良い戻りストロークが得られる。本発明によれば、作動ストロークに用いた高圧ガスが回収されて戻りストロークに用いられる。これによって、実質的なエネルギーの節約を実現する。
【００１７】
シリンダーの作動ストロークの場合、第１のガスがシリンダーに供給されることで、シリンダーが作動することが可能となる。戻りストロークである第２のストロークのために、第２のガスが供給され、その場合、該第２のガスは、上記空気圧シリンダーの前回の作動ストローク時の上記空気圧シリンダーの第１のガスから供給される。
【００１８】
好ましくは、戻りストロークための第２のガスは、好ましくは制御弁を通じて蓄圧容器からシリンダーに供給される。その場合、上記蓄圧容器内に貯蔵されている第２のガスを、シリンダーの戻りストロークを行うのに用いることができる。蓄圧容器内の第２のガスは例えば、一サイクルにおいて２つの作動ストロークを行う別の空気圧シリンダーによって少なくとも部分的に供給されうる。
【００１９】
しかしながら、第２のガスを供給するステップが、戻りストロークのために空気圧シリンダーからの第１のガスを該空気圧シリンダーに供給することを含む場合も有利である。その場合、作動ストロークに用いたガスは、戻りストロークを行うために上記空気圧シリンダーに直接戻るように方向変更される。
【００２０】
より好ましくは、戻りストロークのための第２のガスは、好ましくは制御弁を通じて蓄圧容器及びシリンダー自体の双方から供給される。２つの導管を用いて戻りストロークのための第２のガスを供給する結果、圧力降下がより低くなる。蓄圧容器が好ましくは上記シリンダーからの第１のガスで充填されるため、作動ストロークにおいて用いた高圧ガスは、蓄圧容器及び直接ラインの双方を介して上記シリンダーに供給される。
【００２１】
本発明による方法の更に好ましい実施の形態によれば、作動ストロークでは第１のガスが作動ラインを通って空気圧シリンダーに供給され、その場合、第２のストローク時に第２のガスを供給するステップは、上記作動ラインを空気圧シリンダーから少なくとも部分的にシールして、戻りストロークのために好ましくは第２のガスを蓄圧容器及び／又は空気圧シリンダーに供給するよう、第２のガスを供給するように作動弁を切り換えることを含む。作動ストロークである第１のストロークでは、作動弁が作動ラインから空気圧シリンダーに第１のガスを供給する。第２のストローク中、作動ラインは、上記空気圧シリンダーからのガスが上記第２のガスを供給するために、例えば蓄圧容器に向けることができるように、少なくとも部分的にシールされる。
【００２２】
本発明はさらに、空気圧システムであって、
少なくとも１つの空気圧シリンダーであって、該空気圧シリンダーは第１のストローク及び第２のストロークを行うように配置され、前記第１のストロークは作動ストロークである、少なくとも１つの空気圧シリンダーと、
圧力下の第１のガスを供給する少なくとも１つの第１のガス源と、
圧力下の第２のガスを供給する少なくとも１つの第２のガス源であって、前記第２のガスの圧力は前記第１のガスの圧力よりも低い、少なくとも１つの第２のガス源と、
前記空気圧シリンダーへのガスの供給を切り換える少なくとも１つの切換装置であって、前記第１のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給し、前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーに前記第１のガス又は前記第２のガスを供給するように配置される、少なくとも１つの切換装置と、
少なくとも１つの作動弁であって、前記第１のストロークでは前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給し、前記第２のストロークでは前記空気圧シリンダーから前記第２のガス源に前記第１のガスを供給するように配置される、少なくとも１つの作動弁と
を備えてなる、空気圧システムに関する。
【００２３】
本発明によれば、空気圧シリンダーにおいて作動ストロークに用いたガスを、作動弁を用いて回収又は供給することができる空気圧システムが提供される。作動ストロークでは、第１のガス源からの第１のガスが作動弁に対して切り換えられ、作動弁が第１のガスを上記空気圧シリンダーに供給するように配置される。次のストローク時、作動弁は第１のガスを上記空気圧シリンダーから第２のガス源に方向変更するように配置され、好ましくは、作動弁は第２のストローク時に空気圧シリンダーから第２のガス源に第１のガスを排出するように配置される。第２のストローク中に第２のガス源から空気圧シリンダーにガスが逆流することを防止するために、少なくとも１つの逆止弁を設けることができる。
【００２４】
好ましくは、前記作動弁は、前記第２のガス源への前記第１のガスの排出中に該作動弁から前記切換装置への前記ガスの流れを調整する速度調整器を含む。このことによって、第２のストロークの速度を制御することが可能となる。
【００２５】
本発明による空気圧システムの好ましい実施の形態によれば、前記第２のガス源は蓄圧容器を含み、前記作動弁は、前記第２のストロークでは空気圧シリンダーの作動ストロークからの前記第１のガスを前記蓄圧容器に供給するように配置される。蓄圧容器は、空気圧シリンダーから供給された第２のガスを保持するように配置されている。作動弁は、空気圧シリンダーと蓄圧容器との間に延在しており、該蓄圧容器を充填するよう、上記シリンダーから蓄圧容器へガスの流れを切り換えるように配置される。
【００２６】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態によれば、前記切換装置は作動出口及び第２の出口を備え、前記作動出口は、前記作動ストロークで前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置され、前記第２の出口は、前記第２のストロークで前記空気圧シリンダーに前記第１のガス又は前記第２のガスを供給するように配置され、前記作動弁は前記作動出口と前記空気圧シリンダーとの間に配置される。切換装置は２つの出口を備えていることで、２つのポートが設けられている空気圧シリンダーとの容易な接続が可能となる。作動ストロークのためにガスを供給するように、少なくとも作動出口と空気圧シリンダーのポートとの間に作動弁が配置される。
【００２７】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態によれば、前記作動弁は、
前記切換装置との接続用に配置された作動ポートと、
前記シリンダーとの接続用に配置されたシリンダーポートと、
前記第２のガス源との接続用に配置された少なくとも１つの第２のガスポートと
を備えており、
前記作動弁は、前記作動ポートへの圧力下のガスの供給時に前記シリンダーポートにガスを供給し、前記シリンダーポートから前記第２のガスポートに前記ガスの少なくとも一部を別様に供給するように配置され、前記作動弁は、好ましくは、前記シリンダーポートから前記作動ポートへのガスの逆流を調整する速度調整器を更に備える。作動弁は、これによって、圧力下のガスが上記作動ポートに供給されたときに作動ポートからシリンダーポートにガスを方向付けるように配置される。したがって、作動ストロークでは、第１のガスが空気圧シリンダーに供給される。好ましくは、例えば排気により作動ポートへの圧力が降下すると、作動弁はシリンダーポートから第２のポートにガスを方向付けるように配置される。これにより、シリンダーからの第１のガスを第２のガス源へ方向付けることが可能となる。空気圧シリンダーを出て作動ポートを通って切換装置に戻るガスの速度を速度調整器が制御し、これによって、第２のストロークの速度を制御する。より好ましくは、作動弁は、作動ポートへの圧力下のガスの供給時に第２のポートをシールするフローティングシールを備える。
【００２８】
より好ましくは、第２のガスポートは逆止弁を備える。これにより、ガスの流れが第２のガス源から例えばシリンダーに戻ることを防止する。
【００２９】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態によれば、前記切換装置は、第２のストロークでは前記空気圧シリンダーに前記第２のガスを供給するように配置される低圧切換装置を含み、前記第２のストロークは戻りストロークである。この切換装置は、１つの作動ストロークのみを有する空気圧シリンダーに用いられ、その場合、他方のストロークは戻りストロークである。この戻りストロークのために、第２のガス源、例えば蓄圧容器からの第２のガスを用いることによって、回収された第１のガスを第２のガスが含むため、エネルギー効率の良い空気圧サイクルが得られる。
【００３０】
好ましくは、前記第２のガス源は接続ラインを含み、前記作動弁は、前記第２のストロークのために前記空気圧シリンダーから前記接続ラインを通して該空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置される。接続ラインが作動弁とシリンダーの第２のポートとの間に延在する。第２のストロークでは、作動ストロークに用いたガスが第２のストロークのために接続ラインを通って空気圧シリンダーの第２のポートに供給される。第１のガスは、空気圧シリンダーの第１のポート、作動弁の第２のポート及び接続ラインを介して、空気圧シリンダーの第２のポートに供給される。好ましくは、これに関して作動弁は、１つが蓄圧容器にガスを供給するためのものであり、１つが第２のストロークのために空気圧シリンダーにガスを直接供給するためのものである、２つの第２のポートを備える。
【００３１】
より好ましくは、前記空気圧システムは戻り弁を更に含み、該戻り弁は、前記接続ラインからの前記第２のガス及び前記低圧切換装置からのガスを前記空気圧シリンダーに供給するように配置され、前記第１のストロークにおいて前記空気圧シリンダーから該弁を通るガスの流れを調整する速度調整器を含む。第１のストロークでの上記シリンダーからのガスの流出を調整することにより、第１のストロークの速度を調整することが可能となる。第２のストロークでは、第２のガスは切換装置及び接続ラインの双方から供給されることで、第２のガスの圧力降下を低減する。
【００３２】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態によれば、前記切換装置は、第２のストロークにおいて前記空気圧シリンダーに前記第１のガスを供給するように配置される高圧切換装置を含み、前記第２のストロークは作動ストロークであり、２つの作動弁が前記作動ストロークからの第１のガスを前記第２のガス源へ供給するように配置される。高圧切換装置は、空気圧シリンダーの双方のストロークのために高圧ガスを供給するように配置される。切換装置の出口及び空気圧シリンダーのポートの双方の間に作動弁を設けることによって、第２のガスを本発明に従って双方のストロークにおいて供給することができる。
【００３３】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態は、複数の空気圧シリンダーへのガスを切り換えるように、複数の切換装置、好ましくは少なくとも１つの低圧切換装置及び少なくとも１つの高圧切換装置を含む切換システムを備える。例えば１つの高圧切換装置及び１つの低圧切換装置を１つの切換システム内に設けることによって、多角的な空気圧システムが提供される。２つの作動ストロークで動作する空気圧シリンダーを高圧切換装置に接続することができ、一方、１つの作動ストローク及び１つの戻りストロークを有する空気圧シリンダーを低圧切換装置に接続することができる。その後、高圧切換装置に接続された空気圧シリンダーから回収した第２のガスを戻りストロークのために低圧切換装置で用いることができる。
【００３４】
特定のストロークに必要とされるガスのタイプに基づいて、高圧切換装置が第１のガスのみを供給するように配置され、一方、低圧切換装置は第１のガス及び第２のガスの双方を空気圧シリンダーに供給するように配置されることに留意されたい。これに関して高圧切換装置は、１つが第１のガスのためのものであり、１つが排気のためのものである、少なくとも２つの圧力ラインを備え、一方、低圧切換装置は、１つが第１のガスのためのものであり、１つが第２のガスのためのものであり、１つが排気ガスのためのものである、少なくとも３つの圧力ラインを備える。好ましくは、高圧切換装置用の圧力ラインの数と低圧切換装置用の圧力ラインの数は等しく、その場合、それら圧力ラインは一体的に形成され、好ましくは、高圧切換装置の圧力ラインと低圧切換装置の圧力ラインとを分離するように圧力ライン内にシールが設けられる。この結果、コンパクトな構成が得られる。
【００３５】
本発明は、任意の他の空気圧制御弁を加えることによって既存の空気圧レイアウトを変更することなく、従来使用の制御弁に取って代わるように複数のエネルギーの節約用の制御弁（energy saving control valve：省エネルギー制御弁）（切換装置）を実装する、そのまま使える解決策を提供することが理解されるであろう。したがって、既存の空気圧システムを本発明による空気圧システムに容易に適応させることができる。
【００３６】
本発明による空気圧システムの更に好ましい実施の形態は、接続システムを含み、該接続システムは、前記空気圧システムを制御するように配置されている制御端子に前記空気圧システムを接続するように配置され、前記接続システムは、前記空気圧システムの制御のために該空気圧システムとの接続用の複数の第１の極と、前記制御端子との接続用の複数の第２の極とを備えており、少なくとも１つの第１の極と少なくとも１つの第２の極との取り外し可能な接続用の少なくとも１つの接続装置を更に含み、該接続装置は、好ましくは、導電性ワイヤーを含む。接続システムを用いることにより、既存の空気圧システムを本発明による空気圧システムに容易に適合させることができる。したがって、本発明によるエネルギーの節約用のシステム（energy saving system：省エネルギーシステム）を空気圧システムの元からの制御部に電気的に接続することが容易である。
【００３７】
したがって、本発明は、複数のエネルギーの節約用の制御弁及び従来使用の制御弁を、これら制御弁の既存の電気制御部を変更することなく実装する、そのまま使える解決策を提供する。
【００３８】
本発明はさらに、本発明による空気圧システムにおいて使用する切換装置及び／又は切換システム及び／又は作動弁及び／又は戻り弁及び／又は接続システムに関する。
【００３９】
本発明による装置の好ましい実施形態を示すが本発明の範囲を限定することを意図するものではない添付の図によって、本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による空気圧システムの空気圧回路図である。
【図２】本発明による接続装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１を参照すると、本発明は、空気圧ピストン−シリンダーを制御するエネルギーの節約用の空気圧制御システムであって、マルチコントロールバルブ構成（multiple control valve configuration）（ＭＣＶＣ）に接続される、圧縮空気システムに接続される最小限には２つの圧力、任意選択的には３つの圧力を含む、エネルギーの節約用の空気圧制御システムである。マニホルドＭＣＶＣが、導管１、３及び５を有する３つの共通ポート並びに個々の制御弁ごとに導管２及び４を有する２つのポートを備えたモジュール式マニホルドを含み、制御弁は、該モジュール式マニホルドの上部にモジュール式に取り付けられた、単一圧力使用のための制御弁ＳＰＵと二重圧力使用のための制御弁ＤＰＵとからなる。上記弁ＳＰＵ及びＤＰＵは、上記モジュール式マニホルドに対応するポートを有する。圧縮空気システムは圧縮空気の過剰圧力及び量を用いるシステムである。高圧は４バール〜１０バールの圧縮空気系とみなすことができ、低圧は１．５バール〜３バールの圧縮空気系とみなすことができる。
【００４２】
制御弁は、電磁式制御弁、空圧式制御弁又は任意の形態の手動による若しくは機械的な制御弁とすることができる。本発明は、幾つかの異なるピストンシリンダー直径の場合に作動することができるように幾つかの呼び寸法を有する。
【００４３】
本発明は、工業的使用に意図されており、多くの場合、制御弁を備えたモジュール式マニホルドとして用いられるものとする。しかしながら、本発明は、導管／プラスチックチューブのシステムに直接取り付けられるマニホルドの使用により制御弁を取り付けることも含む。
【００４４】
上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣは、導管１が高圧を搬送するとともに導管５及び３が単一圧力制御弁ＳＰＵから圧縮空気を排出するのに用いられる単一圧力セクションＳＰＳを形成するように構成される。
【００４５】
上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣは二重圧力セクションＤＰＳも含み、該二重圧力セクションＤＰＳでは、上記導管１が圧縮空気を排出するのに用いられ、導管５が高圧圧縮空気を搬送し、かつ導管３が低圧空気を搬送する。上記導管１、３及び５は、モジュール式マニホルドの内部にあり、上記異なるセクションに分断されることを可能にするようにシールＳによって分断されている。ポート２及び４は、上記制御弁ＳＰＵ及びＤＰＵを対応数のピストン−シリンダーに個別に接続するためのものである。制御弁の数及びタイプは空気圧システムに応じて選択することができる。
【００４６】
上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣは、制御弁ＳＰＵ及びＤＰＵを切り換える電気制御信号の急速な接続を可能にするモジュール式電気接続部も備える。上記制御弁のための電気信号は、多極子及びフィールドバスコネクターによって上記モジュール式マニホルドに集中的に接続することができる。
【００４７】
上記単一圧力制御弁ＳＰＵは、概して、５ポート２ポジション型５／２によるものであり、これらの５／２弁に取り付けられている１つ又は２つの電気制御要素により単安定であるか又は双安定である。単一圧力セクションＳＰＳ内の導管１からの圧力が上記制御弁ＳＰＵのポート１に接続され、導管３及び５から上記制御弁ＳＰＵのポート３及び５並びに上記制御弁ＳＰＵのポート２及び４への圧力排出ポートが、ピストンシリンダーとの接続のために導管４０及び２０に接続される。
【００４８】
上記二重圧力制御弁ＤＰＵは概して、５ポート２ポジション型５／２によるものであり、これらの５／２弁に取り付けられている１つ又は２つの電気制御要素により単安定であるか又は双安定である。二重圧力セクション内の導管５からの高圧は上記制御弁のポート５に接続される。二重圧力セクション内の導管１は、二重圧力セクション内の上記二重圧力制御弁ＤＰＵのポート１からの排気に用いられ、導管３は、低圧を上記二重圧力制御弁ＤＰＵへ送り込むように該二重圧力使用のための弁のポート３に接続される。上記制御弁ＤＰＵのポート２及び４は、ピストンシリンダーとの接続のために導管３５及び５５にそれぞれ接続される。任意選択的に、２つの３ポート２ポジション型３／２弁又は４つの２ポート２ポジション型２／２弁を用いることによって、５／２弁によるものと同じ機能を得ることができる。
【００４９】
単一圧力セクションの使用
上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣの上記単一圧力セクションＳＰＳ内の導管１のポート１は、システム圧力が上記単一圧力セクションＳＰＳのための所望の高圧に設定される圧力調整器ＰＲにつながっている導管１１によってシステム圧力ＣＯＭＰに接続され、上記圧力調整器から導管２によって上記ポート１に接続されて導管１に入る。
【００５０】
高圧レベルは、単一圧力セクションＳＰＳに接続されているピストン−シリンダーＰＣのいずれかの必要とされる最大作動力に関連する。上記単一圧力セクションＳＰＳの導管３のポート３及び導管５のポート５は、単一圧力制御弁ＳＰＵが切換位置にくるとそれら単一圧力制御弁からのシステム圧力を排出するのに用いられる。導管３及び５は、ノイズ及び塵埃の侵入を減らすように空気圧用消音装置ＳＩＬによって覆われる。
【００５１】
内方又は外方への双方のストローク方向のために高い作動力を必要とするピストン−シリンダーが、上記単一圧力セクションＳＰＳ内に取り付けられている上記単一圧力制御弁ＳＰＵに接続される。任意選択的に、上記単一圧力制御弁ＳＰＵは、個々のピストン−シリンダーＰＣに与えられる圧力を更に低減させるために、上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣと上記単一圧力制御弁ＳＰＵとの間に取り付けられた、ポート１のモジュール式圧力調整器ＭＰＲ１を装備することができる。
【００５２】
上記単一圧力制御弁ＳＰＵの接続は、導管２０によって、上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣのポート２から、速度調整急速排気弁Ａ１のポートＡ１１により上記ピストン−シリンダーＰＣの底側ＣＢＳに取り付けられている上記速度調整−急速排気弁Ａ１のポートＡ２０へ、また、導管４０によって、上記単一圧力弁ＳＰＵのポート４から、ポートＡ２２により上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンロッド側ＰＲＳに取り付けられている第２の速度調整−急速排気弁Ａ２のポート４０へなされる。速度調整−急速排気弁Ａ１及びＡ２は、同じ構成部材であり、内方又は外方への双方のストローク方向のために高い作動力を必要とするピストン−シリンダーに用いられ、したがって、単一圧力セクションＳＰＳと組み合わせて用いられる。
【００５３】
速度調整−急速排気弁Ａ１は、フローティングシールＦＳＡを有するハウジングＨＡを備えていることで、空気の流れが該速度調整−急速排気弁Ａ１のポートＡ２０からハウジングＨＡへ入り、ハウジングＨＡからその空気がハウジングＨＡ内のポートＡ１１に流れ込み、ピストンシリンダーのシリンダー底側に入ることを可能にする。その間、フローティングシールＦＳＡが上記ハウジングＨＡの内部のポートＡ４２を閉鎖しているため、高圧空気がハウジングＨＡを出てポートＡ４２を通じて流出することでポートＡ１４２に流れ込んで導管４２に入ることによって蓄圧容器ＡＣＣＵ（低圧空気が充填されている）に至ることを防止する。
【００５４】
ハウジングＨＡは、蓄圧容器ＡＣＣＵからの空気がポートＡ１１を通じてピストンシリンダー底側チャンバーに逆流することを導管４２が防止するようにポートＡ１４２内に逆止弁ＮＲＶＡ１も備える。さらに、ハウジングＨＡは、ポートＡ２０を介して導管２０を通じて制御弁ＳＰＵに逆流する排気を調整することによってシリンダー底側チャンバーからの圧縮空気の排出中のピストン速度を調整する逆止速度調整器ＮＲＳＲＡ１を備える。
【００５５】
単一圧力制御弁の切り換え、シリンダーの外方への移動
上記制御弁ＳＰＵが上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンをピストンロッド側ＰＲＳに移動させるように電気的に切り換えられると、圧縮空気が上記制御弁ＳＰＵのポート２から導管２０を通って速度調整−急速排気弁Ａ１のポートＡ２０に移送される。この圧縮空気はフローティングシールＦＳＡを通ってピストンシリンダーポートＡ１１に入る。
【００５６】
同時に、上記制御弁ＳＰＵがポート４及び導管４０を介してモジュール式マニホルドＭＣＶＣの導管５へ空気を排出する。これにより、調整−急速排気弁Ａ２のフローティングシールＦＳＡがそのポートＡ４３の位置から持ち上がってポートＡ２４２を開くため、上記シリンダーのピストンロッドチャンバーからの圧縮空気を、逆止弁ＮＲＶＡ２を通じてポートＡ２４２から導管４２に排出して畜圧容器ＡＣＣＵに流入させることが可能となる。ピストン−シリンダーからの高圧圧縮空気の排出により、空気が畜圧容器ＡＣＣＵ内に蓄圧し、この畜圧容器ＡＣＣＵ内に再利用のための低圧圧縮空気量を確立する。排気中の圧力損失を最小限に抑えるために、導管４２のサイズは導管２０及び４０よりも大きい直径を有する。
【００５７】
上記シリンダーＰＣの上記ピストンロッドチャンバーＰＲＣと上記畜圧容器ＡＣＣＵとの差圧が等しくなると、上記逆止弁ＮＲＶＡ２は小さなばね力により閉じる。逆止弁ＮＲＶＡ２が閉じた後、上記シリンダーのピストンロッドチャンバーの残存空気を、上記調整−急速排気弁Ａ２に組み付けた逆止速度調整装置ＮＲＳＲＡ２を介して排出することができる。この逆止速度調整装置はこのようにして、ピストンシリンダーのピストンロッド側ＰＲＳに向かって移動中のピストンの速度を制御する。
【００５８】
単一圧力制御弁ＳＰＵを再び切り換えてシリンダーを内方に移動
上記制御弁ＳＰＵを再び電気的に切り換えて上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンをシリンダー底側ＣＢＳに向けて移動させると、圧縮空気が上記制御弁ＳＰＵのポート４から導管４０を通って調整−急速排気弁Ａ２のポートＡ４０に移送される。圧縮空気はフローティングシールＦＳＡを通ってピストンシリンダーポートＡ２２に入り、その間、ポートＡ４３を閉鎖していることで、高圧空気が逆止弁ＮＲＶＡ２を通じてポートＡ２４２（このポートから畜圧容器ＡＣＣＵを高圧で充填する）に流れることを防止する。同時に、上記制御弁ＳＰＵがポート２及び導管２０を通してモジュール式マニホルドＭＣＶＣの導管３に空気を排出する。これにより、調整−急速排気弁Ａ１のフローティングシールＦＳＡがその位置から持ち上がってポートＡ４２を開くことで、圧縮空気をシリンダー底側から流して逆止弁ＮＲＶＡ１を通じてポートＡ１４２に排出して導管４２に入れ、畜圧容器ＡＣＣＵに流入させる。
【００５９】
シリンダー底側チャンバーＣＢＳからの高圧圧縮空気の排出により、空気が畜圧容器ＡＣＣＵ内に蓄圧し、該畜圧容器ＡＣＣＵ内に再利用のための低圧圧縮空気量を確立する。排気中の圧力損失を最小限に抑えるために、導管４２のサイズは導管２０及び４０よりも大きな直径を有する。
【００６０】
上記シリンダーＰＣの上記シリンダー底側チャンバーＣＢＳと上記畜圧容器ＡＣＣＵとの差圧が等しくなると、上記逆止弁ＮＲＶＡ１が小さなばね力により閉じる。そして、逆止弁ＮＲＶＡ１が閉じた後、上記シリンダーのピストンロッドチャンバーの残存空気は、上記調整−急速排気弁Ａ１に組み付けられた逆止速度調整器ＮＲＳＲＡ１を通して排出することができる。この逆止速度調整器ＮＲＳＲＡ１は、このようにして、ピストンシリンダーのシリンダー底側ＣＢＳに向かって移動中のピストンの速度を制御する。
【００６１】
全サイクル後、単一圧力セクションＳＰＳ内で用いられているようなピストンシリンダーはその高圧圧縮空気量の２倍量を蓄圧容器ＡＣＣＵに排出しており、これによって再利用可能な低圧圧縮空気量を作り出している。上記逆止弁ＮＲＶＡ１及びＮＲＶＡ２の配設により、導管４２は蓄圧容器の一部として働く。この高圧圧縮空気排出によって生じる瞬間的な圧力レベルは、ピストンシリンダーの数及びサイズ、ピストンシリンダーを作動させるシーケンス並びに蓄圧容器ＡＣＣＵの容積のような空気圧システムレイアウトに応じて決まる。空気圧システムの作動シーケンスに従って瞬間的な圧力レベルの計算を段階的に行うように計算プログラムがインターネット上に提供される。
【００６２】
二重圧力制御弁の切り換え
上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣの上記二重圧力セクションＤＰＳの導管５のポート５は、圧力が上記二重圧力セクションＤＰＳのための所望の高空気圧に設定される圧力調整器ＰＲにつながっているとともに該圧力調整器ＰＲから導管５２によって該ポート５につながっている導管５１によって、システム圧力ＣＯＭＰに接続される。所望の高圧は、二重圧力セクションＤＰＳに接続されているピストン−シリンダーＰＣの必要とされる最大限の作動力に基づいている。上記二重圧力セクションＤＰＳの導管１のポート１は、圧力を外気へ排出するのに用いられ、ノイズ及び塵埃の侵入を減らすために空気圧用消音装置ＳＩＬによって覆われる。上記モジュール式マニホルドの上記二重圧力セクションＤＰＳの導管３のポート３は、圧力が上記二重圧力セクションＤＰＳのための所望の低空気圧に設定される非リリーフ式（non relieving）圧力調整器ＮＲＰＲにつながっているとともに該圧力調整器から導管３２によってシステム依存的容積の蓄圧容器ＡＣＣＵに、かつ導管３３によって上記ポート３につながっている導管３１によって、システム圧力ＣＯＭＰに接続される。
【００６３】
ポート３にかかる所望の圧力は、二重圧力セクションＤＰＳに接続されているピストン−シリンダーＰＳの必要とされる最小の戻り力に基づいている。なお、蓄圧容器ＡＣＣＵ並びにその導管３２及び導管３３は、このようにして導管４２に接続されることで、より大きな貯蔵容器を形成する。調整器は、蓄圧容器ＡＣＣＵが高圧圧縮空気で充填され、したがって圧力が上記蓄圧容器ＡＣＣＵ内で上昇するため、非リリーフ性を有していなければならない。この圧力増加は保存エネルギーを表し、圧力調整器を通じて排出されてはならず、ピストンシリンダーの低圧ストロークに用いられる。
【００６４】
戻りストロークのために低圧を受け取るピストン−シリンダーは、上記二重圧力セクションＤＰＳの上記二重圧力制御弁ＤＰＵに接続される。上記二重圧力制御弁ＤＰＵは二重圧力セクションＤＰＳに用いられる。任意選択的に、上記二重圧力セクションＤＰＳは、個別のピストン−シリンダーＰＣに与えられる圧力を更に低減させるために、上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣと上記二重圧力制御弁ＤＰＵとの間に取り付けられている、ポート５のモジュール式圧力調整器ＭＰＲ５を装備することができる。
【００６５】
ピストンシリンダーへの上記二重圧力制御弁ＤＰＵの接続は、導管５５によって、上記モジュール式マニホルドＭＣＶＣのポート４から、上記ピストン−シリンダーＰＣの底側ＣＢＳに取り付けられている速度調整−急速排気弁Ｂへ、また、導管３５によって、上記二重圧力制御弁ＤＰＵのポート２から、上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンロッド側ＰＲＳに取り付けられている速度調整弁Ｃへなされる。
【００６６】
速度調整−急速排気弁Ｂ及びＣは、一方のピストンシリンダーストロークに高い作動圧力、また一方の低い作動圧力ストロークを必要とするピストン−シリンダーに用いられるため、二重圧力セクションＤＰＳと組み合わせて用いられる。ピストンシリンダーの低圧側には逆止速度制御弁Ｃが装備され、ピストンシリンダーの高圧側には速度調整−急速排気弁Ｂが装備される。
【００６７】
速度調整−急速排気弁Ｂは、フローティングシールＦＳＡを有するハウジングＨＢを備えていることで、空気の流れが該速度調整−急速排気弁ＢのポートＢ５５からハウジングＨＢへ入り、ハウジングＨＢからその空気がハウジングＨＢ内のポートＢ２２に流れ込み、ピストンシリンダーのシリンダー底側に入ることを可能にする。その間、上記ハウジングＨＢの内部の急速排気弁ＢのフローティングシールＦＳＡがポートＢ４２５７を閉鎖しているため、高圧空気がハウジングＨＢを出てポートＢ４２を通じて流出して導管４２に入ることで蓄圧容器ＡＣＣＵ（低圧空気で充填されている）に、かつポートＢ５７に入ることで速度調整弁Ｃの導管５７へ至ることを防止する。ハウジングＨＢは、２つの逆止弁ＮＲＶＢ４２及びＮＲＶＢ５７も備える。逆止弁ＮＲＶＢ４２は、空気が蓄圧容器ＡＣＣＵからピストンシリンダー底側チャンバーに流入することを防止するようにポートＢ４２及び導管４２に接続される。逆止弁ＮＲＶＢ５７はポートＢ５７によって導管５７に接続され、空気が速度調整弁Ｃからシリンダー底側に流入することを防止する。さらに、速度調整−急速排気弁Ｂは、ポートＢ５５を通じて導管５５に入って制御弁ＤＰＵへ逆流する排気を調整することによってシリンダーピストンロッド側からの圧縮空気の排出中のピストン速度を調整するように、逆止速度調整器ＮＲＳＲＢを備える。
【００６８】
速度調整弁Ｃは、上記ピストンがピストンシリンダーのピストンロッド側に向かって移動しているとともに空気がポートＣ２２からポートＣ３５及び導管３５に排出されているときのピストン速度を制御するために、逆止速度調整器ＮＲＳＲＣを有するハウジングＨＣを備える。速度調整弁Ｃは、速度調整−急速排気弁ＢのポートＢ５７に接続する導管５７用のポートＣ５７も備える。
【００６９】
単一圧力制御弁の切り換え
上記制御弁ＤＰＵが上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンをピストンロッド側ＰＲＳに移動させるように電気的に切り換えられると、圧縮空気が上記制御弁ＤＰＵのポート４から導管５５を通って調整−急速排気弁ＢのポートＢ５５に移送される。圧縮空気はフローティングシールＰＳＡを通ってピストンシリンダーのポートＢ２２に入る。
【００７０】
同時に、上記制御弁ＤＰＵは、ポート２及び導管３５を通してモジュール式マニホルドＭＣＶＣの二重圧力セクションＤＰＳの導管３に空気を排出する。これにより、上記シリンダーのピストンロッドチャンバーからの圧縮空気がポートＣ２２から逆止速度制御弁Ｃを通じてポートＣ３５に排出されて導管３５に入ること、及びモジュール式マニホルドＭＣＶＣの二重圧力セクションＤＰＳの導管１を通って流れて排出されて消音装置ＳＩＬに進むことが可能となる。導管５７もまた、導管３５を通じて排気される。
【００７１】
単一圧力制御弁の再切り換え
上記制御弁ＤＰＵが上記ピストン−シリンダーＰＣのピストンをシリンダー底側ＣＢＳに移動させるように再び電気的に切り換えられると、圧縮空気が上記制御弁ＤＰＵのポート２から導管３５を通って逆止速度調整弁ＣのポートＣ３５に移送される。圧縮空気は、蓄圧容器ＡＣＣＵからの低圧空気でシリンダーのピストンロッドセクションを迅速に充填するように逆止弁に進む。
【００７２】
同時に、上記制御弁ＤＰＵが、ポート４及び導管５５からモジュール式マニホルドＭＣＶＣの二重圧力側の導管１に空気を排出する。これにより、調整−急速排気弁ＢのフローティングシールＰＳＡがその位置から持ち上がってポートＢ４２５７を開くため、上記シリンダーのシリンダー底側チャンバーＣＢＳからの圧縮空気が逆止弁ＮＲＶＢ４２を通じて排出されてポートＢ４２及び導管４２に入り、その場合、高圧圧縮空気が畜圧容器ＡＣＣＵ内に蓄圧し、該畜圧容器ＡＣＣＵ内に再利用のための低圧圧縮空気量を確立する。また、ポートＢ４２５７から、上記シリンダーのシリンダー底側チャンバーＣＢＳからの圧縮空気がこのようにして、逆止弁ＮＲＶＢ５７を通じて排出されてポートＢ５７及び導管５７に入り、ポートＣ５７を通じて逆止速度調整器Ｃに直接流れ込むことで、高圧空気でのピストンロッドチャンバーの加圧を補助し、シリンダーの反応時間を短く保つとともに充填速度を高く保つ。
【００７３】
排気中の圧力損失を最小限に抑えるために、導管４２及び５７のサイズは導管３５及び５５よりも大きな直径を有する。逆止弁Ｂ５７を通過する空気がこのようにして、ポートＢ５７を通じて導管５７に流れ込み、ポートＣ５７を通じて逆止速度調整器Ｃに直接流れ込むことで、高圧空気でのピストンロッドチャンバーの加圧を補助し、シリンダー反応時間を短く保つとともに充填速度を高く保つ。
【００７４】
上記シリンダーＰＣの上記シリンダー底側チャンバーＣＢＳと上記畜圧容器ＡＣＣＵとの差圧が等しくなると、上記逆止弁ＮＲＶＢ４２が小さなばね力により閉じる。上記シリンダーＰＣの上記シリンダー底側チャンバーＣＢＳと上記ピストンロッドチャンバーＰＲＳとの差圧が等しくなると、上記逆止弁ＮＲＶＢ５７が小さなばね力により閉じる。
【００７５】
逆止弁ＮＲＶＢ４２及びＮＲＶＢ５７が閉じた後、上記シリンダーのシリンダー底側チャンバーの残存空気は、上記調整−急速排気弁Ｂに組み付けられた逆止速度調整器ＮＲＳＲＢを通じて排出することができる。この逆止速度調整器はこのようにして、ピストンシリンダーのシリンダー底側ＣＢＳに向かって移動中のピストンの速度を制御する。
【００７６】
全サイクル後、セクションＤＰＳ内のピストンシリンダーがいったん蓄圧容器ＡＣＣＵに排気したことで、或る量の再利用可能な低圧圧縮空気を作り出している。また、全サイクルにおいて、ピストンシリンダーは、高圧空気から生成される低圧空気の生成にいかなる余分な電気エネルギーも費やさずに、この低圧空気によって一ストローク移動する。
【００７７】
このようにして、一般的なシステムにおいて高圧の戻りストロークが用いられている場合にエネルギー効率の良い戻りストロークがもたらされるため、このピストンシリンダー制御に関して５０％の節約を生む。
【００７８】
既存の空気圧システムが省エネバルブの概念を実装するように適合される場合、機械内の全てのピストンシリンダーには、速度調整−急速排気弁Ａ１、Ａ２及びＢ並びに逆止速度制御弁Ｃが装備されることになる。しかしながら、ピストンシリンダー自体を取り替えることはない。
【００７９】
上記速度調整−急速排気弁Ａ１、Ａ２及びＢ並びに逆止速度制御弁Ｃのような空気圧要素の統合、単一圧力制御弁ＳＰＵ及び二重圧力制御弁ＤＰＵを備えたモジュール式マニホルドＭＣＶＣの統合と、畜圧容器ＡＣＣＵの統合とを含む、導管の新規なレイアウトも確立されねばならない。
【００８０】
既存の制御弁の代わりに、弁が単一圧力セクションＳＰＳ及び二重圧力セクションＤＰＳ内に配置されているモジュール式マニホルドＭＣＶＣが用いられる。ＭＣＶＣの全ての弁は、ハウジングと、着信電気信号のためのＤＩＮ  ＳＵＢ  Ｄ  ２５極コネクターと、２５極モジュール式マニホルドコネクターとから構成される接続端子によって、ＰＬＣ又はフィールドバスのような機械制御部に電気的に接続されて、上記接続端子をモジュール式マニホルドＭＣＶＣの残りに電気的に接続する。
【００８１】
弁は、２つのセクションＤＰＳ及びＳＰＳに再配置されるため、一方の制御弁に比して他方の制御弁の位置が着信電気信号に関して、及びそれら制御弁のピストンシリンダーに対する相対位置に関して変更される可能性が高いことから、ソレノイドを作動させる異なるシーケンスの電気制御信号を要求する。
【００８２】
電磁制御弁のこの再位置付けは、電気制御システム、ＰＬＣ又はフィールドバスの再プログラミングを要求し、このことは、明らかにコスト高であり、多くの場合に省エネバルブの概念の適用を妨げることになる。
【００８３】
弁が再配置されることになるため、接続端子からの着信電気信号と制御弁のソレノイドに実際に入ってくる電気信号との電気的な接続もまた、スイッチボードＳＢを統合することで電気制御システムの再プログラミングを省くことによって、再配置されねばならない。スイッチボードを図２に概略的に示す。
【００８４】
このスイッチボードＳＢは、同じモジュール式取付けシステム（図示せず）を有し、モジュール式マニホルドＭＣＶＣと接続端子との間に容易に取り付けることができる。スイッチボードＳＢはモジュール式取付けシステム（図示せず）を含むハウジングを備える。上記ハウジング内には、接続端子及びスイッチボードＳＢが一緒に取り付けられるときに接続端子の多極コネクターに接続する２５極多極コネクターＭＭＤを含むプリント回路基板ＰＣＢがある。
【００８５】
多極コネクターＭＭＢには、各極に可撓性ケーブルＦＣが組み付けられている。各可撓性ケーブルの一端には、相手コネクターＰＲＧへの容易な電気的接続を可能にするように剛性金属ピン、コネクター又はその他がある。上記２５極多極コネクターＭＭＤのどの極もまた、上記ＰＣＢに取り付けられている一列の２５個の発光ダイオードＬＥＤに接続され、スイッチボードＳＢのハウジングに「ｉｎ」と記されている。これらのＬＥＤはスイッチボードのハウジングの外側に見えており、スイッチボードＳＢの入極（incoming pole）の電気信号が作動したときにこの極を明確にする。
【００８６】
プリント回路基板ＰＣＢもまた、多極コネクターＭＭＤからの可撓性ケーブルのピン又はコネクター又はその他を受け入れることができる多極−２５極コネクターＰＲＣを受け入れるピン又はコネクターを備える。このようにして、接続端子からの着信信号は自在にＰＲＣの２５極のいずれかに接続することができるため、モジュール式マニホルドＭＣＶＣにつながる既存の電気制御システムを適合させるように全体的に適応させることができる。
【００８７】
上記コネクターＰＲＧは、プリント回路基板ＰＣＢに取り付けられているとともにスイッチボードＳＢのハウジングに「ｏｕｔ」と記されている第２の列の発光ダイオードＬＥＤに上記ＰＣＢによって接続され、この第２の列は第１の列のＬＥＤに対して平行な向きとなっている。これらのＬＥＤは、スイッチボードの外側に見えており、出極（outgoing pole）の電気信号が作動したときにこの極を明確にする。このようにして、ユーザーは元の空気圧システムの制御システムにおける着信信号を、省エネバルブを有するモジュール式マニホルドＭＣＶＣに入ってくる信号と比較することができる。
【００８８】
スイッチボードはまた、スイッチボードＳＢをモジュール式マニホルドＭＣＶＣに接続する上記ＰＣＢに取り付けられた２５極の多極コネクターＭＰＭＭを備える。この多極コネクターＭＰＭＭは、プリント回路基板ＰＣＢによってコネクターＰＲＧに電気的に接続される。このようにして、電気回路は接続端子とモジュール式マニホルドＭＣＶＣとの間で閉じられ、電気制御信号は、所定位置で自在に伝達及び制御されることができる。
【００８９】
極の数は、マニホルドの実行に応じて変えることができることが理解されるであろう。スイッチボードの配線変え及び接続の方法に関してウェブベースでのサポートを含むことが更に有利であろう。
【００９０】
本発明は、図示の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内にある他の実施形態にも及ぶ。
【図１】
2012533715.tif 000003
【図２】
2012533715.tif 000004
【国際調査報告】
2012533715.tif 000005
2012533715.tif 000006