JP7443871B2

JP7443871B2 - 増圧装置

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Publication number: JP7443871B2
Application number: JP2020053573A
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Inventors: 洋二高桑; 謙吾門田
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Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2024-03-06
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Description

本発明は、流体供給源からの圧力流体を増圧して出力することが可能な増圧装置に関する。

従来から、コンプレッサから供給される一次圧としてのエアを増圧し、これを所定の二次圧として出力する増圧装置が知られている。

このような増圧装置として、例えば、特許文献１には、増圧用シリンダの両側に駆動用シリンダを配設した増圧装置が記載されている。同文献にも記載されているように、増圧装置から出力された圧力流体は、通常、外部のタンクに貯留され、該タンクから流体圧機器に供給する形態で使用される。

特開２０１８－８４２７０号公報

しかしながら、タンクを大気圧から充填する場合、特に増圧装置が小型であるときは、タンクの充填に長い時間を要する。また、増圧装置が作動するときは、流体供給源からの圧力流体の一部が外部に排出されるので、増圧装置に依存する度合いが大きいほど、圧力流体の消費量が増大する。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、タンクへの充填効率が高く、圧力流体の消費量が少ない増圧装置を提供することを目的とする。

本発明に係る増圧装置は、増圧ユニットとバイパスユニットからなり、増圧ユニットは、流体供給源側に接続される入力ポートとタンク側に接続される出力ポートを備え、入力ポートに供給される圧力流体を増圧して出力ポートから出力するものである。また、バイパスユニットは、一端が流体供給源側に接続されるとともに他端が出力ポート側に接続されるバイパス流路を備え、バイパス流路に出力ポート側から流体供給源側への圧力流体の流れを阻止するバイパスチェック弁が設けられている。

上記増圧装置によれば、タンクに対する充填効率が向上するほか、圧力流体の消費量が少なくなる。

本発明に係る増圧装置は、流体供給源からの圧力流体を直接的にタンクに供給する経路を含むので、タンクを短時間で充填することができる。また、圧力流体の消費量を可及的に少なくすることができる。

本発明の実施形態に係る増圧装置の外観斜視図である。図１の増圧装置のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。図１の増圧装置を増圧ユニットとバイパスユニットに分離した状態を示す図である。回路図を用いた図１の増圧装置の全体概略図である。図１の増圧装置の側面図である。図１の増圧装置を図５のＶＩ－ＶＩ線に沿って切断したときの断面図である。図１の増圧装置を図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿って切断したときの断面図である。図１の増圧装置における第１パイロット弁の構造を示す図である。図８の第１パイロット弁が別の動作位置にあるときの図である。タンクを大気圧から充填するときの時間とタンクの圧力との関係を示す図である。

以下、本発明に係る増圧装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１および図２に示されるように、本発明の増圧装置１０は、増圧ユニット１２とバイパスユニット８８から構成され、流体供給源（コンプレッサ）とタンクとの間に配設される。なお、流体供給源とタンクの図示は省略してある。

（増圧ユニット１２の構成）
図３に示すように、増圧ユニット１２は、増圧用シリンダ１４の一端側および他端側にそれぞれ第１駆動用シリンダ１６および第２駆動用シリンダ１８が連設された３連式のシリンダ構造を有する。第１駆動用シリンダ１６と増圧用シリンダ１４との間には第１カバー部材２０が介挿され、増圧用シリンダ１４と第２駆動用シリンダ１８との間には第２カバー部材２２が介挿されている。

図６に示すように、増圧用シリンダ１４の内部には増圧室２４が形成され、第１駆動用シリンダ１６および第２駆動用シリンダ１８の内部にはそれぞれ第１駆動室２６および第２駆動室２８が形成されている。この場合、第１駆動用シリンダ１６のＡ１方向の端部に第３カバー部材３０が固定され、Ａ２方向の端部に第１カバー部材２０が配設されることにより、第１駆動室２６が形成される。また、第２駆動用シリンダ１８のＡ１方向の端部に第２カバー部材２２が配設され、Ａ２方向の端部が壁部３１で閉塞されることにより、第２駆動室２８が形成される。

第１カバー部材２０および第２カバー部材２２を貫通してピストンロッド３２が配設される。ピストンロッド３２の一端部は第１駆動室２６に延在し、ピストンロッド３２の他端部は第２駆動室２８に延在している。増圧室２４において、ピストンロッド３２の中央部に増圧用ピストン３４が連結され、増圧室２４は、Ａ１方向側の第１増圧室２４ａとＡ２方向側の第２増圧室２４ｂとに区画される（図４参照）。

第１駆動室２６において、ピストンロッド３２の一端部に第１駆動用ピストン３６が連結され、第１駆動室２６は、Ａ１方向側の加圧室２６ａとＡ２方向側の背圧室２６ｂとに区画される（図４参照）。第２駆動室２８において、ピストンロッド３２の他端部に第２駆動用ピストン３８が連結され、第２駆動室２８は、Ａ２方向側の加圧室２８ａとＡ１方向側の背圧室２８ｂとに区画される（図４参照）。増圧用ピストン３４、第１駆動用ピストン３６および第２駆動用ピストン３８は、ピストンロッド３２を介して一体的に連結されている。

図３に示すように、増圧用シリンダ１４には、バイパスユニット８８を介して流体供給源から圧力流体（圧縮空気）が供給される入力ポート４０が設けられている。入力ポート４０は、増圧用シリンダ１４の前面上部に開口する。

図４および図７に示すように、第１カバー部材２０および第２カバー部材２２の内部には、増圧ユニット１２に供給された圧力流体を第１増圧室２４ａおよび第２増圧室２４ｂに供給する流体供給機構が設けられている。この流体供給機構は、入力ポート４０と第１増圧室２４ａとを連通する第１供給流路４２ａと、入力ポート４０と第２増圧室２４ｂとを連通する第２供給流路４２ｂとを有する。

第１供給流路４２ａには、第１増圧室２４ａから入力ポート４０に向かう流体の流れを阻止する第１供給チェック弁４２ｃが設けられている。第２供給流路４２ｂには、第２増圧室２４ｂから入力ポート４０に向かう流体の流れを阻止する第２供給チェック弁４２ｄが設けられている。

図２および図３に示すように、増圧用シリンダ１４には、増圧された圧力流体をタンクに向けて出力する出力ポート４４と、出力ポート４４をバイパスユニット８８に接続する合流ポート（接続ポート）４６が設けられている。出力ポート４４は、増圧用シリンダ１４の下面に開口し、合流ポート４６は、増圧用シリンダ１４の前面下部に開口する。

図４および図７に示すように、第１カバー部材２０および第２カバー部材２２の内部には、第１増圧室２４ａまたは第２増圧室２４ｂで増圧された流体を出力ポート４４から出力する流体出力機構が設けられている。この流体出力機構は、第１増圧室２４ａと出力ポート４４とを連通する第１出力流路４７ａと、第２増圧室２４ｂと出力ポート４４とを連通する第２出力流路４７ｂとを有する。

第１出力流路４７ａには、出力ポート４４から第１増圧室２４ａへ向かう流体の流れを阻止する第１出力チェック弁４７ｃが設けられている。第２出力流路４７ｂには、出力ポート４４から第２増圧室２４ｂへ向かう流体の流れを阻止する第２出力チェック弁４７ｄが設けられている。

図３に示すように、第１駆動用シリンダ１６の上部には、第１作動弁４８を備えた第１ハウジング５０が配設され、第２駆動用シリンダ１８の上部には、第２作動弁５２を備えた第２ハウジング５４が配設されている。

図４に示すように、第１作動弁４８は、第１ポート５６Ａないし第５ポート５６Ｅを有し、第１駆動用ピストン３６を駆動するための第１位置と第２駆動用ピストン３８の駆動に伴い第１駆動用ピストン３６を従動させるための第２位置との間で切り換え可能に構成される。

第１ポート５６Ａは、流路５８ａにより第１駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａに接続されている。第２ポート５６Ｂは、流路５８ｂにより第１駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂに接続されている。第３ポート５６Ｃは、流路５８ｃにより第１供給流路４２ａに接続されている。第４ポート５６Ｄは、流路５８ｄにより排出ポートを備えた第１サイレンサ６２に接続されている。第５ポート５６Ｅは、流路５８ｅにより流路５８ａの途中に接続されている。流路５８ｄには第１固定絞り６０が介装されている。

第１作動弁４８が第１位置にあるときは、第１ポート５６Ａと第３ポート５６Ｃが繋がり、かつ、第２ポート５６Ｂと第４ポート５６Ｄが繋がる。これにより、入力ポート４０からの圧力流体が流路５８ｃおよび流路５８ａを通って加圧室２６ａに供給され、背圧室２６ｂの流体が流路５８ｂおよび流路５８ｄを通り第１固定絞り６０および第１サイレンサ６２を介して排出される。

第１作動弁４８が第２位置にあるときは、第１ポート５６Ａと第４ポート５６Ｄが繋がり、かつ、第２ポート５６Ｂと第５ポート５６Ｅが繋がる。これにより、加圧室２６ａの流体の一部が流路５８ａ、流路５８ｅおよび流路５８ｂを通って背圧室２６ｂに回収され、残部が流路５８ｄを通り第１固定絞り６０および第１サイレンサ６２を介して排出される。

第１作動弁４８は、さらに、後述する第２パイロット弁７４からパイロット圧を導入するためのパイロットポート５６Ｆを有する。第１作動弁４８は、パイロットポート５６Ｆに圧力流体が供給されているときは、第１位置にあり、パイロットポート５６Ｆに圧力流体が供給されていないときは、第２位置にある。

第２作動弁５２は、第１ポート６４Ａないし第５ポート６４Ｅを有し、第２駆動用ピストン３８を駆動するための第１位置と第１駆動用ピストン３６の駆動に伴い第２駆動用ピストン３８を従動させるための第２位置との間で切り換え可能に構成される。

第１ポート６４Ａは、流路６６ａにより第２駆動用シリンダ１８の加圧室２８ａに接続されている。第２ポート６４Ｂは、流路６６ｂにより第２駆動用シリンダ１８の背圧室２８ｂに接続されている。第３ポート６４Ｃは、流路６６ｃにより第２供給流路４２ｂに接続されている。第４ポート６４Ｄは、流路６６ｄにより排出ポートを備えた第２サイレンサ７０に接続されている。第５ポート６４Ｅは、流路６６ｅにより流路６６ａの途中に接続されている。流路６６ｄには第２固定絞り６８が介装されている。

第２作動弁５２が第１位置にあるときは、第１ポート６４Ａと第３ポート６４Ｃが繋がり、かつ、第２ポート６４Ｂと第４ポート６４Ｄが繋がる。これにより、入力ポート４０からの圧力流体が流路６６ｃおよび流路６６ａを通って加圧室２８ａに供給され、背圧室２８ｂの流体が流路６６ｂおよび流路６６ｄを通り第２固定絞り６８および第２サイレンサ７０を介して排出される。

第２作動弁５２が第２位置にあるときは、第１ポート６４Ａと第４ポート６４Ｄが繋がり、かつ、第２ポート６４Ｂと第５ポート６４Ｅが繋がる。これにより、加圧室２８ａの流体の一部が流路６６ａ、流路６６ｅおよび流路６６ｂを通って背圧室２８ｂに回収され、残部が流路６６ｄを通り第２固定絞り６８および第２サイレンサ７０を介して排出される。

第２作動弁５２は、さらに、後述する第１パイロット弁７２からパイロット圧を導入するためのパイロットポート６４Ｆを有する。第２作動弁５２は、パイロットポート６４Ｆに圧力流体が供給されているときは、第１位置にあり、パイロットポート６４Ｆに圧力流体が供給されていないときは、第２位置にある。

第１カバー部材２０の内部には第１パイロット弁７２が配設され、第２カバー部材２２の内部には第２パイロット弁７４が配設されている。第１パイロット弁７２は、第１ポート７６Ａないし第４ポート７６Ｄを有し、第２作動弁５２に対してパイロット圧を生成させるための第１位置と該パイロット圧を消失させるための第２位置との間で切り換え可能に構成されている。

第１ポート７６Ａは、第１パイロット流路７８ｂにより第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに接続されている。第２ポート７６Ｂは、流路７８ａにより第１供給流路４２ａに接続されている。第３ポート７６Ｃは、排出ポートを構成している。第４ポート７６Ｄは、後述する分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂにより後述する第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａに接続されている。また、後述する第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに至る分岐流路７８ｃが第１パイロット流路７８ｂから分岐して設けられている。

第１パイロット弁７２が第１位置にあるときは、第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが繋がる。これにより、入力ポート４０からの圧力流体が流路７８ａおよび第１パイロット流路７８ｂを通って第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されるとともに、第１パイロット流路７８ｂから分岐する分岐流路７８ｃを通って後述する第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給される。

第１パイロット弁７２が第２位置にあるときは、第１ポート７６Ａと第３ポート７６Ｃが繋がる。これにより、第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されていた圧力流体が第１パイロット流路７８ｂを通って排出されるとともに、第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂを通って排出される。

第２パイロット弁７４は、第１ポート８０Ａないし第４ポート８０Ｄを有し、第１作動弁４８に対してパイロット圧を生成させるための第１位置と該パイロット圧を消失させるための第２位置との間で切り換え可能に構成されている。

第１ポート８０Ａは、第２パイロット流路８２ｂにより第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに接続されている。第２ポート８０Ｂは、流路８２ａにより第２供給流路４２ｂに接続されている。第３ポート８０Ｃは、排出ポートを構成している。第４ポート８０Ｄは、分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂにより第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａに接続されている。また、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに至る分岐流路８２ｃが第２パイロット流路８２ｂから分岐して設けられている。

第２パイロット弁７４が第１位置にあるときは、第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが繋がる。これにより、入力ポート４０からの圧力流体が流路８２ａおよび第２パイロット流路８２ｂを通って第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されるとともに、第２パイロット流路８２ｂから分岐する分岐流路８２ｃを通って第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給される。

第２パイロット弁７４が第２位置にあるときは、第１ポート８０Ａと第３ポート８０Ｃが繋がる。これにより、第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されていた圧力流体が第２パイロット流路８２ｂを通って排出されるとともに、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂを通って排出される。

さらに、図８および図９を参照しながら、第１パイロット弁７２の具体的構造について説明する。第２パイロット弁７４の構造もこれと同じである。なお、便宜上、第１パイロット弁７２のノックピンの参照符号を６１とし、第２パイロット弁７４のノックピンの参照符号を６９として、両者を区別した。

第１パイロット弁７２は、第１カバー部材２０に設けられたバルブ収容孔８４に収容されるバルブシート８６、バルブシート押え８７およびノックピン６１を含む。先端部６１ａが第１駆動用シリンダ１６の背圧室２６ｂ内に突出するノックピン６１は、バルブ収容孔８４の底面に当接する位置（図９参照）とバルブシート押え８７の端面に当接する位置（図８参照）との間で摺動可能である。ノックピン６１の突出長さが大きいとき、第１ポート７６Ａは第３ポート７６Ｃに連通し、ノックピン６１の突出長さが小さいとき、第１ポート７６Ａは第２ポート７６Ｂに連通する構造となっている。

第４ポート７６Ｄに圧力流体が供給されると、ノックピン６１は突出長さが増大する向きに付勢される。ノックピン６１の突出長さを増大させる方向に加わる第４ポート７６Ｄの流体圧が作用する面積は、ノックピン６１の突出長さを減少させる方向に加わる第２ポート７６Ｂの流体圧が作用する面積より大きいからである。

一方、第４ポート７６Ｄに圧力流体が供給されなくなると、ノックピン６１は突出長さが減少する向きに付勢される。ノックピン６１の突出長さを増大させる方向に加わる第４ポート７６Ｄの流体圧が消失する一方で、ノックピン６１の突出長さを減少させる方向に加わる第２ポート７６Ｂの流体圧は継続して作用しているからである。

（バイパスユニット８８の構成）
図３に示すように、直方体状のバイパスユニット８８は、入力ポート４０および合流ポート４６が開口する増圧用シリンダ１４の前面に対して、複数のボルト９０を用いて取り付けられる。図２および図４に示すように、バイパスユニット８８の内部には、主流路９２およびバイパス流路９４が設けられている。

主流路９２は、バイパスユニット８８の上部に設けられ、バイパスユニット８８の前面から増圧用シリンダ１４に接する後面まで貫通している。バイパスユニット８８の前面に開口する主流路９２の入口側端部９２Ａ（図１参照）は、図示しない配管を介して流体供給源に接続され、バイパスユニット８８の後面に開口する主流路９２の出口側端部９２Ｂは、増圧用シリンダ１４の入力ポート４０に接続される。

バイパス流路９４は、主流路９２の途中から分岐してバイパスユニット８８内を下方に延び、その出口側端部９４Ａがバイパスユニット８８の後面に開口して増圧用シリンダ１４の合流ポート４６に接続される。バイパス流路９４には、流体供給源から合流ポート４６に向かう圧力流体の流れを許容し、合流ポート４６から流体供給源に向かう圧力流体の流れを阻止するバイパスチェック弁９６が設けられている。

流体供給源からの圧力流体がタンクに向けて出力される経路には、次の二つの経路が含まれる。第１の経路は、バイパスユニット８８の主流路９２とバイパスチェック弁９６が介在されたバイパス流路９４を通った後、増圧ユニット１２の合流ポート４６を経て出力ポート４４に至る経路である（以下「第１経路」という）。第２の経路は、バイパスユニット８８の主流路９２を通った後、入力ポート４０から増圧ユニット１２に入り、第１供給流路４２ａまたは第２供給流路４２ｂと、第１増圧室２４ａまたは第２増圧室２４ｂと、第１出力流路４７ａまたは第２出力流路４７ｂとを通って出力ポート４４に至る経路である（以下「第２経路」という）。

本発明の実施形態に係る増圧装置１０は、以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。図４に示すように、第１作動弁４８が第２位置に切り換わった状態にあるとともに第２作動弁５２が第１位置に切り換わった状態にあり、かつ、増圧用ピストン３４が増圧室２４の中央寄りに位置している状態を初期状態とする。また、このとき、タンクの圧力は大気圧となっているものとする。

この初期状態において、流体供給源からの圧力流体がバイパスユニット８８の主流路９２の入口側端部９２Ａに供給される。出力ポート４４は、圧力の低いタンクと繋がっているので、合流ポート４６における圧力は、主流路９２における圧力よりも低くなっている。このため、流体供給源からの圧力流体の一部は、第１経路を通り、出力ポート４４からタンクに向けて出力される。また、流体供給源からの圧力流体の他の一部は、第２経路を通り、増圧ユニット１２により増圧されて、出力ポート４４からタンクに向けて出力される。増圧ユニット１２における増圧作用については後述する、

このように、合流ポート４６における圧力が主流路９２における圧力よりも低い間は、流体供給源からの圧力流体は、バイパス流路９４を通って直接的にタンクに供給されるとともに、増圧ユニット１２により増圧されてタンクに供給される。したがって、タンクの圧力を迅速に上昇させることができる。

タンクへの充填が進んで、合流ポート４６における圧力が主流路９２における圧力よりも高くなると、バイパスチェック弁９６の作用によりバイパス流路９４が閉鎖される。このため、出力ポート４４からタンクに向けて出力される圧力流体は、第２経路を経た増圧後の圧力流体のみとなる。したがって、タンクの圧力を流体供給源からの供給圧力よりも高い所定圧力まで上昇させることができる。

（増圧ユニット１２における増圧作用）
増圧ユニット１２の入力ポート４０に圧力流体が供給されると、該圧力流体は、第１供給流路４２ａおよび第２供給流路４２ｂに流入し、第１供給チェック弁４２ｃおよび第２供給チェック弁４２ｄを介して増圧用シリンダ１４の第１増圧室２４ａおよび第２増圧室２４ｂに導入される。

入力ポート４０から供給される圧力流体の一部は、流路６６ｃ、第１位置にある第２作動弁５２および流路６６ａを通って、第２駆動用シリンダ１８の加圧室２８ａに供給される。これにより、第２駆動用ピストン３８がＡ１方向に駆動され、第２駆動用ピストン３８と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１４の第１増圧室２４ａの圧力流体が増圧される。この増圧した圧力流体は、第１出力流路４７ａおよび第１出力チェック弁４７ｃを通って出力ポート４４へと導かれて出力される。

一方、第２駆動用ピストン３８と一体的に連結された第１駆動用ピストン３６が摺動すると、第１駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａの容積が小さくなる。第１作動弁４８は第２位置にあるので、加圧室２６ａ内の圧力流体は、その一部が流路５８ａ、流路５８ｅおよび流路５８ｂを通って背圧室２６ｂに回収され、残部が流路５８ｄを通って排出される。

上記のとおり、初期位置から増圧用ピストン３４がＡ１方向に所定距離まで移動する行程において、第１パイロット弁７２は第１位置にあり、入力ポート４０からの圧力流体が第１パイロット弁７２を介して第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されている。一方、第２パイロット弁７４は第２位置にあり、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに圧力流体は供給されていない。したがって、第１パイロット弁７２においては、ノックピン６１の突出長さが減少する向きに付勢され、第１パイロット弁７２は、安定して第１位置に保持されている。また、第２パイロット弁７４においては、ノックピン６９の突出長さが増大する向きに付勢され、第２パイロット弁７４は、安定して第２位置に保持されている。

そして、増圧用ピストン３４がＡ１方向に変位するストロークエンド近傍において、第２駆動用ピストン３８が第２パイロット弁７４のノックピン６９に当接する。ノックピン６９は第２駆動用ピストン３８に押圧されて変位し、第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが連通するに至る。すると、入力ポート４０からの圧力流体が、第２パイロット流路８２ｂを通って第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されるとともに、分岐流路８２ｃを通って第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給される。これにより、第１作動弁４８が第１位置に切り換わるとともに、第１パイロット弁７２が第２位置に切り換わる。

第１パイロット弁７２が第２位置に切り換わると、第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されていた圧力流体が第１パイロット流路７８ｂを通って第１パイロット弁７２の第３ポート７６Ｃから排出される。これにより、第２作動弁５２が第２位置に切り換わる。

また、第１パイロット弁７２が第２位置に切り換わると、第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路７８ｃおよび第１パイロット流路７８ｂを通って第１パイロット弁７２の第３ポート７６Ｃから排出される。このため、第２パイロット弁７４においては、ノックピン６９の突出長さを減少せしめる方向に流体圧が作用する。こうして、第２駆動用ピストン３８の押圧によって第２パイロット弁７４の第１ポート８０Ａと第２ポート８０Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン６９は、さらに流体圧を受けながら、バルブ収容孔８４の底面に当接した位置に保持される。すなわち、第２パイロット弁７４は安定して第１位置に保持される。

今度は、入力ポート４０から供給された圧力流体の一部は、流路５８ｃ、第１位置にある第１作動弁４８および流路５８ａを通って、第１駆動用シリンダ１６の加圧室２６ａに供給される。この加圧室２６ａに供給された圧力流体によって第１駆動用ピストン３６がＡ２方向に駆動される。これにより、第１駆動用ピストン３６と一体的に連結された増圧用ピストン３４が摺動し、増圧用シリンダ１４の第２増圧室２４ｂの圧力流体が増圧される。この増圧した圧力流体は、第２出力流路４７ｂおよび第２出力チェック弁４７ｄを通って出力ポート４４へと導かれて出力される。

一方、第１駆動用ピストン３６と一体的に連結された第２駆動用ピストン３８が摺動すると、第２駆動用シリンダ１８の加圧室２８ａの容積が小さくなる。第２作動弁５２は第２位置にあるので、加圧室２８ａ内の圧力流体は、その一部が流路６６ａ、流路６６ｅおよび流路６６ｂを通って背圧室２８ｂに回収され、残部が流路６６ｄを通って排出される。

そして、増圧用ピストン３４がＡ２方向に変位するストロークエンド近傍において、第１駆動用ピストン３６が第１パイロット弁７２のノックピン６１に当接する。ノックピン６１は第１駆動用ピストン３６に押圧されて変位し、第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するに至る。すると、入力ポート４０からの圧力流体が、第１パイロット流路７８ｂを通って第２作動弁５２のパイロットポート６４Ｆに供給されるとともに、分岐流路７８ｃを通って第２パイロット弁７４の第４ポート８０Ｄに供給される。これにより、第２作動弁５２が第１位置に切り換わるとともに、第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わる。

第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わると、第１作動弁４８のパイロットポート５６Ｆに供給されていた圧力流体が第２パイロット流路８２ｂを通って第２パイロット弁７４の第３ポート８０Ｃから排出される。これにより、第１作動弁４８が第２位置に切り換わる。

また、第２パイロット弁７４が第２位置に切り換わると、第１パイロット弁７２の第４ポート７６Ｄに供給されていた圧力流体が分岐流路８２ｃおよび第２パイロット流路８２ｂを通って第２パイロット弁７４の第３ポート８０Ｃから排出される。このため、第１パイロット弁７２においては、ノックピン６１の突出長さを減少せしめる方向に流体圧が作用する。こうして、第１駆動用ピストン３６の押圧によって第１パイロット弁７２の第１ポート７６Ａと第２ポート７６Ｂが連通するに至るまで変位したノックピン６１は、さらに流体圧を受けながら、バルブ収容孔８４の底面に当接した位置に保持される。すなわち、第１パイロット弁７２は安定して第１位置に保持される。以下、同様に増圧用ピストン３４が往復運動を繰り返し、増圧された圧力流体が出力ポート４４から連続的に出力される。

図１０は、タンクを大気圧から充填するときの充填開始からの経過時間とタンクの圧力（出力ポート４４における圧力）との関係を示す図である。実線は、本実施形態に係る増圧装置１０のようにバイパスユニット８８を設けた場合を示し、点線は、バイパスユニット８８を設けない場合を示す。Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ大気圧、圧力流体源から供給される流体の圧力、タンクの目標圧力を表している。同図から理解されるように、バイパスユニット８８を設けることで、タンクの圧力をＰ１まで上昇させるのに要する時間を短縮することができる。

本実施形態に係る増圧装置１０によれば、流体供給源からの圧力流体を直接的にタンクに供給する第１経路を含むので、タンクの充填時間を可及的に短くすることができるほか、圧力流体の消費量を可及的に少なくすることができる。

また、入力ポート４０がバイパスユニット８８に設けられた主流路９２を介して流体供給源に接続され、主流路９２からバイパス流路９４が分岐しているので、増圧ユニット１２と流体供給源との接続、および、バイパスユニット８８と流体供給源との接続を１本の配管で済ませることができ、配管の取り回しが簡単である。

また、バイパス流路９４が増圧ユニット１２に設けられた合流ポート４６を介して出力ポート４４に接続されているので、増圧ユニット１２とタンクとの接続、および、バイパスユニット８８とタンクとの接続を１本の配管で済ませることができ、配管の取り回しが簡単である。

また、入力ポート４０および合流ポート４６が開口する増圧用シリンダ１４の前面にバイパスユニット８８が取り付けられるので、装置全体をコンパクトな構成とすることができる。

本発明に係る増圧装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…増圧装置１２…増圧ユニット
１４…増圧用シリンダ１６…第１駆動用シリンダ
１８…第２駆動用シリンダ４０…入力ポート
４４…出力ポート４６…合流ポート
８８…バイパスユニット９２…主流路
９４…バイパス流路９６…バイパスチェック弁

Claims

増圧ユニットとバイパスユニットからなる圧力流体の増圧装置であって、
前記増圧ユニットは、流体供給源側に接続される入力ポートとタンク側に接続される出力ポートを備え、前記入力ポートに供給される圧力流体を増圧して前記出力ポートから出力するものであり、前記バイパスユニットは、一端が前記流体供給源側に接続されるとともに他端が前記出力ポート側に接続されるバイパス流路を備え、前記バイパス流路に前記出力ポート側から前記流体供給源側への圧力流体の流れを阻止するバイパスチェック弁が設けられ、
前記増圧ユニットは、増圧用シリンダの両側に駆動用シリンダが設けられたシリンダ構造を有し、
前記バイパス流路は、前記増圧ユニットに設けられた接続ポートを介して前記出力ポートに接続され、前記バイパスユニットは、前記入力ポートおよび前記接続ポートが開口する前記増圧用シリンダの前面に取り付けられる増圧装置。
請求項１記載の増圧装置において、
前記入力ポートは、前記バイパスユニットに設けられた主流路を介して前記流体供給源に接続され、前記バイパス流路は、前記主流路から分岐する流路である増圧装置。