增压装置的制作方法

1.本发明涉及一种能够对来自流体供给源的压力流体增压并输出的增压装置。


背景技术：

2.关联技术的记载：
3.以往，已知一种对作为从压缩机供给的一次压力的空气增压，并且将其作为规定的二次压力输出的增压装置。
4.作为这样的增压装置，例如在日本特开2018
‑
084270号公报记载了在增压用缸体的两侧配设了驱动用缸体的增压装置。如该文献所述，从增压装置输出的压力流体通常以贮存于外部的箱体，并且从该箱体向流体压力设备供给的方式被使用。
5.然而，在从大气压填充箱体的情况下，尤其是增压装置为小型时，箱体的填充需要较长的时间。另外，在增压装置工作时，由于来自流体供给源的压力流体的一部分向外部排出，因此依赖于增压装置的程度越大，压力流体的消耗量越增大。


技术实现要素：

6.本发明以上述事项为背景而作成，其目的在于提供一种向箱体填充的填充效率高且压力流体的消耗量少的增压装置。
7.本发明所涉及的增压装置是由增压单元和旁通单元构成的压力流体的增压装置，增压单元具备与流体供给源侧连接的输入端口和与箱体侧连接的输出端口，该增压单元将向输入端口供给的压力流体增压并从输出端口输出。另外，旁通单元具备旁通流路，该旁通流路的一端与流体供给源侧连接，该旁通流路的另一端与输出端口侧连接，在旁通流路设置有旁通止回阀，该旁通止回阀阻止从输出端口侧向流体供给源侧的压力流体的流动。
8.根据上述增压装置，除了提高向箱体填充的填充效率以外，还减少压力流体的消耗量。
9.由于本发明所涉及的增压装置包括将来自流体供给源的压力流体直接地向箱体供给的路径，因此能够在短时间内填充箱体。另外，能够尽可能地减少压力流体的消耗量。
10.通过参照附图来说明的以下的实施的方式能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
11.图1是本发明实施方式所涉及的增压装置的外观立体图。
12.图2是沿着图1的增压装置的ii
‑
ii线的剖视图。
13.图3是表示将图1的增压装置分离为增压单元和旁通单元的状态的图。
14.图4是使用了回路图的图1的增压装置的整体概略图。
15.图5是图1的增压装置的侧视图。
16.图6是沿着图5的vi
‑
vi线剖切图1的增压装置时的剖视图。
17.图7是沿着图5的vii
‑
vii线剖切图1的增压装置时的剖面图。
18.图8是表示图1的增压装置的第一先导阀的构造的图。
19.图9是图8的第一先导阀处于其他动作位置时的图。
20.图10是表示从大气压填充箱体时的时间与箱体的压力的关系的图。
具体实施方式
21.以下，参照附图来列举本发明所涉及的增压装置的优选的实施方式并进行详细说明。
22.如图1及图2所示，本发明的增压装置10由增压单元12和旁通单元88构成，并且配设于流体供给源(压缩机)与箱之间。此外，省略流体供给源和箱的图示。
23.(增压单元12的结构)
24.如图3所示，增压单元12具体有三连式的缸体结构，该三连式的缸体结构在增压用缸体14的一端侧和另一端侧分别连接设置有第一驱动用缸体16和第二驱动用缸体18。在第一驱动用缸体14与增压用缸体12之间插装有第一罩部件20，在增压用缸体14与第二驱动用缸体18之间插装有第二罩部件22。
25.如图6所示，在增压用缸体14的内部形成有增压室24，在第一驱动用缸体16和第二驱动用缸体18的内部分别形成有第一驱动室26和第二驱动室28。在该情况下，通过在第一驱动用缸体16的a1方向的端部固定有第三罩部件30且在第一驱动用缸体16的a2方向的端部配设有第一罩部件20而形成第一驱动室26。另外，通过在第二驱动用缸体18的a1方向的端部配设有第二罩部件22且以壁部31封闭第二驱动用缸体18的a2方向的端部而形成第二驱动室28。
26.活塞杆32贯通第一罩部件20和第二罩部件22而配设。活塞杆32的一端部向第一驱动室26延伸，活塞杆32的另一端部向第二驱动室28延伸。在增压室24中，在活塞杆32的中央部连结有增压用活塞34，从而增压室24被划分为a1方向侧的第一增压室24a和a2方向侧的第二增压室24b(参照图4)。
27.在第一驱动室26中，在活塞杆32的一端部连结有第一驱动用活塞36，第一驱动室26被划分为a1方向侧的加压室26a和a2方向侧的背压室26b(参照图4)。在第二驱动室28中，在活塞杆32的另一端部连结有第二驱动用活塞38，第二驱动室28被划分为a2方向侧的加压室28a和a1方向侧的背压室28b(参照图4)。增压用活塞34、第一驱动用活塞36以及第二驱动用活塞38经由活塞杆32而连结成一体。
28.如图3所示，在增压用缸体14设置有输入端口40，该输入端口40经由旁通单元88从流体供给源被供给压力流体(压缩空气)。输入端口40在增压用缸体14的前表面上部开口。
29.如图4及图7所示，在第一罩部件20和第二罩部件22的内部设置有将供给至增压单元12的压力流体向第一增压室24a和第二增压室24b供给的流体供给机构。该流体供给机构具有将输入端口40与第一增压室24a连通的第一供给流路42a和将输入端口40与第二增压室24b连通的第二供给流路42b。
30.在第一供给流路42a设置有第一供给止回阀42c，该第一供给止回阀42c阻止从第一增压室24a朝向输入端口40的流体的流动。在第二供给流路42b设置有第二供给止回阀42d，该第二供给止回阀42d阻止从第二增压室24b朝向输入端口40的流体的流动。
31.如图2及图3所示，在增压用缸体14设置有输出端口44和合流端口46，该输出端口44将被增压了的流体朝向箱体输出，该合流端口46将输出端口44与旁通单元88连接。输出端口44在增压用缸体14的下表面开口，合流端口46在增压用缸体14的前表面下部开口。
32.如图4及图7所示，在第一罩部件20和第二罩部件22的内部设置有将通过第一增压室24a或者第二增压室24b被增压了的流体从输出端口44输出的流体输出机构。该流体输出机构具有将第一增压室24a和输出端口44连通的第一输出流路47a和将第二增压室24b与输出端口44连通的第二输出流路47b。
33.在第一输出流路47a设置有第一输出止回阀47c，该第一输出止回阀47c阻止从输出端口44朝向第一增压室24a的流体的流动。在第二输出流路47b设置有第二输出止回阀47d，该第二输出止回阀47d阻止从输出端口44朝向第二增压室24b的流体的流动。
34.如图3所示，在第一驱动用缸体16的上部配设有具备第一工作阀48的第一壳体50，在第二驱动用缸体18的上部配设有具备第二工作阀52的第二壳体54。
35.如图4所示，第一工作阀48具有第一端口56a至第五端口56e，第一工作阀48构成为能够在用于驱动第一驱动用活塞36的第一位置和用于随着第二驱动用活塞38的驱动而使第一驱动用活塞36从动的第二位置之间进行切换。
36.第一端口56a通过流路58a与第一驱动用缸体16的加压室26a连接。第二端口56b通过流路58b与第一驱动用缸体16的背压室26b连接。第三端口56c通过流路58c与第一供给流路42a连接。第四端口56d通过流路58d与具备排出端口的第一消音器62连接。第五端口56e通过流路58e与流路58a的中途连接。在流路58d中布置有第一固定节流件60。
37.在第一工作阀48位于第一位置时，第一端口56a与第三端口56c相连，并且第二端口56b与第四端口56d相连。由此，来自输入端口40的压力流体通过流路58c和流路58a向加压室26a供给，背压室26b的流体通过流路58b和流路58d并经由第一固定节流件60和第一消音器62排出。
38.在第一工作阀48位于第二位置时，第一端口56a与第四端口56d相连，并且第二端口56b与第五端口56e相连。由此，加压室26a的流体的一部分通过流路58a、流路58e以及流路58b被回收至背压室26b，剩余部分通过流路58d并经由第一固定节流件60和第一消音器62排出。
39.第一工作阀48还具有用于从后述的第二先导阀74导入先导压力的先导端口56f。在向先导端口56f供给压力流体时，第一工作阀48位于第一位置，在未向先导端口56f供给压力流体时，第一工作阀48位于第二位置。
40.第二工作阀52具有第一端口64a至第五端口64e，构成为能够在用于驱动第二驱动用活塞38的第一位置与用于随着第一驱动用活塞36的驱动而使第二驱动用活塞38从动的第二位置之间进行切换。
41.第一端口64a通过流路66a与第二驱动用缸体18的加压室28a连接。第二端口64b通过流路66b与第二驱动用缸体18的背压室28b连接。第三端口64c通过流路66c与第二供给流路42b连接。第四端口64d通过流路66d与具备排出端口的第二消音器70连接。第五端口64e通过流路66e与流路66a的中途连接。在流路66d中布置有第二固定节流件68。
42.在第二工作阀52位于第一位置时，第一端口64a与第三端口64c相连，并且第二端口64b与第四端口64d相连。由此，来自输入端口40的压力流体通过流路66c和流路66a被向
加压室28a供给，背压室28b的流体通过流路66b和流路66d并经由第二固定节流件68和第二消音器70排出。
43.当第二工作阀52位于第二位置时，第一端口64a与第四端口64d相连，并且第二端口64b与第五端口64e相连。由此，加压室28a的流体的一部分通过流路66a、流路66e以及流路66b被回收至背压室28b，剩余部分通过流路66d并经由第二固定节流件68和第二消音器70排出。
44.第二工作阀52还具有用于从后述的第一先导阀72导入先导压力的先导端口64f。在向先导端口64f供给压力流体时，第二工作阀52位于第一位置，在未向先导端口64f供给压力流体时，第二工作阀52位于第二位置。
45.在第一罩部件20的内部配设有第一先导阀72，在第二罩部件22的内部配设有第二先导阀74。第一先导阀72具有第一端口76a至第四端口76d，构成为能够在用于对第二工作阀52生成先导压力的第一位置和用于使该先导压力消失的第二位置之间进行切换。
46.第一端口76a通过第一先导流路78b与第二工作阀52的先导端口64f连接。第二端口76b通过流路78a与第一供给流路42a连接。第三端口76c构成排出端口。第四端口76d通过后述的分支流路82c及第二先导流路82b而与后述的第二先导阀74的第一端口80a连接。另外，到达后述的第二先导阀74的第四端口80d的分支流路78c设置成从第一先导流路78b分支。
47.在第一先导阀72位于第一位置时，第一端口76a与第二端口76b相连。由此，来自输入端口40的压力流体通过流路78a和第一先导流路78b被向第二工作阀52的先导端口64f供给，并且通过从第一先导流路78b分支的分支流路78c被向后述的第二先导阀74的第四端口80d供给。
48.在第一先导阀72位于第二位置时，第一端口76a与第三端口76c相连。由此，供给至第二工作阀52的先导端口64f的压力流体通过第一先导流路78b排出，并且供给至第二先导阀74的第四端口80d的压力流体通过分支流路78c和第一先导流路78b排出。
49.第二先导阀74具有第一端口80a至第四端口80d，构成为能够在用于对第一工作阀48生成先导压力的第一位置和用于使该先导压力消失的第二位置之间进行切换。
50.第一端口80a通过第二先导流路82b与第一工作阀48的先导端口56f连接。第二端口80b通过流路82a与第二供给流路42b连接。第三端口80c构成排出端口。第四端口80d通过分支流路78c及第一先导流路78b而与第一先导阀72的第一端口76a连接。另外，到达第一先导阀72的第四端口76d的分支流路82c设置成从第二先导流路82b分支。
51.在第二先导阀74位于第一位置时，第一端口80a与第二端口80b相连。由此，来自输入端口40的压力流体通过流路82a和第二先导流路82b被向第一工作阀48的先导端口56f供给，并且通过从第二先导流路82b分支的分支流路82c被向后述的第一先导阀72的第四端口76d供给。
52.在第二先导阀74位于第二位置时，第一端口80a与第三端口80c相连。由此，供给至第一工作阀48的先导端口56f的压力流体通过第二先导流路82b排出，并且供给至第一先导阀72的第四端口76d的压力流体通过分支流路82c和第二先导流路82b排出。
53.进一步，参照图8及图9来说明第一先导阀72的具体结构。第二先导阀74的结构也与之相同。此外，为了方便，将第一先导阀72的顶销的参照符号设为61，将第二先导阀74的
顶销的参照符号设为69，以区别两者。
54.第一先导阀72包括收容于在第一罩部件20设置的阀收容孔84的阀座86、阀座压件87以及顶销61。顶端部61a向第一驱动用缸体16的背压室26b突出的顶销61能够在与阀收容孔84的底面抵接的位置(参照图9)和与阀座压件87的端面抵接的位置(参照图8)之间进行滑动。并构成如下这样的结构：在顶销61的突出长度较大时，第一端口76a与第三端口76c连通，在顶销61的突出长度较小时，第一端口76a与第二端口76b连通。
55.当向第四端口76d供给压力流体时，顶销61被向突出长度增大的方向施力。其理由是，因为向使顶销61的突出长度增大的方向施加的第四端口76d的流体压力所作用的面积比向使顶销61的突出长度减少的方向施加的第二端口76b的流体压力所作用的面积大。
56.另一方面，当不向第四端口76d供给压力流体时，顶销61被向突出长度减少的方向施力。其理由是，因为向使顶销61的突出长度增大的方向施加的第四端口76d的流体压力消失而向使顶销61的突出长度减少的方向施加的第二端口76b的流体压力持续作用。
57.(旁通单元88的结构)
58.如图3所示，使用多个螺栓90而在开口有输入端口40和合流端口46的增压用缸体14的前表面安装长方体状的旁通单元88。如图2及图4所示，在旁通单元88的内部设置有主流路92和旁通流路94。
59.主流路92设置于旁通单元88的上部，并从旁通单元88的前表面贯通到与增压用缸体14接触的后表面。在旁通单元88的前表面开口的主流路92的入口侧端部92a(参照图1)经由未图示的配管与流体供给源连接，在旁通单元88的后表面开口的主流路92的出口侧端部92b与增压用缸体14的输入端口40连接。
60.旁通流路94从主流路92的中途分支并在旁通单元88内向下方延伸，该旁通流路94的出口侧端部94a在旁通单元88的后表面开口并与增压用缸体14的合流端口46连接。在旁通流路94设置有旁通止回阀96，该旁通止回阀96容许从流体供给源朝向合流端口46的压力流体的流动，并且阻止从合流端口46朝向流体供给源的压力流体的流动。
61.来自流体供给源的压力流体朝向箱体输出的路径包括以下的两条路径。第一个路径是在通过旁通单元88的主流路92与设有旁通止回阀96的旁通流路94后，经过增压单元12的合流端口46而到达输出端口44的路径(以下，称为“第一路径”)。第二个路径是在通过旁通单元88的主流路92后，从输入端口40进入增压单元12，通过第一供给流路42a或者第二供给流路42b、第一增压室24a或者第二增压室24b、第一输出流路47a或者第二输出流路47b而到达输出端口44的路径(以下，称为“第二路径”)。
62.本发明的实施方式所涉及的增压装置10如上述那样构成，接着对其动作进行说明。如图4所示，将第一工作阀48处于被切换到第二位置的状态且第二工作阀52处于被切换到第一位置的状态，并且增压用活塞34位于靠近增压室24的中央的状态作为初始状态。另外，此时箱体的压力为大气压。
63.在该初始状态下，来自流体供给源的压力流体被向旁通单元88的主流路92的入口侧端部92a供给。由于输出端口44与压力低的箱体相连，因此合流端口46的压力比主流路92的压力低。因此，来自流体供给源的压力流体的一部分通过第一路径从输出端口44朝向箱体输出。另外，来自流体供给源的压力流体的另一部分通过第二路径被增压单元12增压，并从输出端口44朝向箱体输出。下文将对增压单元12的增压作用进行描述。
64.这样，在合流端口46的压力比主流路92的压力低的期间，来自流体供给源的压力流体通过旁通流路94直接地被向箱体供给，并且被增压单元12增压而被向箱体供给。因此，能够使箱体的压力迅速地上升。
65.当随着对箱体进行填充而合流端口46的压力变得比主流路92的压力高时，通过旁通止回阀96的作用旁通流路94被关闭。因此，从输出端口44朝向箱体输出的压力流体仅是经过了第二路径的增压后的压力流体。因此，能够使箱体的压力上升至比来自流体供给源的供给压力高的规定压力。
66.(增压单元12的增压作用)
67.当向增压单元12的输入端口40供给压力流体时，该压力流体流入第一供给流路42a和第二供给流路42b，经由第一供给止回阀42c和第二供给止回阀42d被导入增压用缸体14的第一增压室24a和第二增压室24b。
68.从输入端口40供给的压力流体的一部分通过流路66c、位于第一位置的第二工作阀52以及流路66a而被向第二驱动用缸体18的加压室28a供给。由此，第二驱动用活塞38被向a1方向驱动，与第二驱动用活塞38一体地连结的增压用活塞34滑动，增压用缸体14的第一增压室24a的压力流体被增压。该增压了的压力流体通过第一输出流路47a和第一输出止回阀47c而被导向输出端口44并输出。
69.另一方面，当与第二驱动用活塞38一体地连结的第一驱动用活塞36滑动时，第一驱动用缸体16的加压室26a的容积变小。由于第一工作阀48位于第二位置，因此加压室26a内的压力流体的一部分通过流路58a、流路58e以及流路58b被回收至背压室26b，剩余部分通过流路58d排出。
70.如上所述，在增压用活塞34从初始位置向a1方向移动至规定距离的行程中，第一先导阀72位于第一位置，来自输入端口40的压力流体经由第一先导阀72而被向第二先导阀74的第四端口80d供给。另一方面，第二先导阀74位于第二位置，并且压力流体未被向第一先导阀72的第四端76d供给。因此，在第一先导阀72中，被向顶销61的突出长度减少的方向施力，第一先导阀72稳定地被保持在第一位置。另外，在第二先导阀74中，被向顶销69的突出长度增大的方向施力，第二先导阀74稳定地被保持在第二位置。
71.然后，在增压用活塞34向a1方向位移的行程末端附近，第二驱动用活塞38与第二先导阀74的顶销69抵接。顶销69被第二驱动用活塞38按压而位移至第二先导阀74的第一端口80a与第二端口80b连通。这样一来，来自输入端口40的压力流体通过第二先导流路82b而被向第一工作阀48的先导端口56f供给，并且通过分支流路82c被向第一先导阀72的第四端口76d供给。由此，第一工作阀48被切换到第一位置，并且第一先导阀72被切换到第二位置。
72.当第一先导阀72被切换到第二位置时，供给至第二工作阀52的先导端口64f的压力流体通过第一先导流路78b从第一先导阀72的第三端口76c排出。由此，第二工作阀52被切换到第二位置。
73.另外，当第一先导阀72被切换到第二位置时，被供给至第二先导阀74的第四端口80d的压力流体通过分支流路78c和第一先导流路78b而从第一先导阀72的第三端口76c排出。因此，在第二先导阀74中，流体压力作用于使顶销69的突出长度减少的方向。这样，通过第二驱动用活塞38的按压而位移至第二先导阀74的第一端口80a与第二端口80b连通的顶销69进一步接受流体压力，并被保持在与阀容纳孔84的底面抵接的位置。即，第二先导阀74
被稳定地保持在第一位置。
74.这时，从输入端口40被供给的压力流体的一部分通过流路58c和位于第一位置的第一工作阀48以及流路58a而被向第一驱动用缸体16的加压室26a供给。第一驱动用活塞36通过该供给至加压室26a的压力流体而被向a2方向驱动。由此，与第一驱动用活塞36一体地连结的增压用活塞34滑动，增压用缸体14的第二增压室24b的压力流体被增压。该被增压了的压力流体通过第二输出流路47b和第二输出止回阀47d而被导向输出端口44并输出。
75.另一方面，当与第一驱动用活塞36一体地连结的第二驱动用活塞38滑动时，第二驱动用缸体18的加压室28a的容积变小。由于第二工作阀52位于第二位置，因此加压室28a内的压力流体的一部分通过流路66a、流路66e以及流路66b被回收至背压室28b，剩余部分通过流路66d排出。
76.然后，在增压用活塞34向a2方向位移的行程末端附近，第一驱动用活塞36与第一先导阀72的顶销61抵接。顶销61被第一驱动用活塞36按压而位移至第一先导阀72的第一端口76a与第二端口76b连通。这样一来，来自输入端口40的压力流体通过第一先导流路78b而被向第二工作阀52的先导端口64f供给，并且通过分支流路78c而被向第二先导阀74的第四端口80d供给。由此，第二工作阀52被切换到第一位置，并且第二先导阀74被切换到第二位置。
77.当第二先导阀74被切换到第二位置时，供给至第一工作阀48的先导端口56f的压力流体通过第二先导流路82b而从第二先导阀74的第三端口80c排出。由此，第一工作阀48被切换到第二位置。
78.另外，当第二先导阀74被切换到第二位置时，供给至第一先导阀72的第四端口76d的压力流体通过分支流路82c和第二先导流路82b而被从第二先导阀74的第三端口80c排出。因此，在第一先导阀72中，流体压力作用于使顶销61的突出长度减少的方向。这样，通过第一驱动用活塞36的按压而位移至第一先导阀72的第一端口76a与第二端口76b连通的顶销61进一步接受流体压力，并被保持在与阀容纳孔84的底面抵接的位置。即，第一先导阀72稳定地被保持在第一位置。以下，增压用活塞34同样地重复进行往复运动，被增压了的压力流体从输出端口44连续地输出。
79.图10是表示从大气压填充箱体时的从填充开始的经过时间与箱体的压力(输出端口44处的压力)的关系的图。实线表示如本实施方式所涉及的增压装置10那样设置了旁通单元88的情况，虚线表示未设置旁通单元88的情况。p0、p1、p2分别表示大气压、从压力流体源供给的流体的压力以及箱体的目标压力。从该图可理解，通过设置旁通单元88，能够缩短使箱体的压力上升至p1所需要的时间。
80.根据本实施方式所涉及的增压装置10，由于包括将来自流体供给源的压力流体直接地向箱体供给的第一路径，因此除了能够尽可能缩短箱体的填充时间以外，还能够使压力流体的消耗量尽可能地减少。
81.另外，由于输入端口40经由设置于旁通单元88的主流路92而与流体供给源连接且旁通流路94从主流路92分支，因此能够用一个配管来完成增压单元12与流体供给源的连接和旁通单元88与流体供给源的连接，配管的处理简单。
82.另外，由于旁通流路94经由设置于增压单元12的合流端口46与输出端口44连接，因此能够用一个配管来完成增压单元12与箱体的连接和旁通单元88与箱体的连接，配管的
处理简单。
83.另外，由于旁通单元88安装于开口有输入端口40和合流端口46的增压用缸体14的前表面，因此能够将装置整体作为紧凑的结构。
84.本发明所涉及的增压装置并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够采取各种结构，这是不言而喻的。