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公開番号2024080339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193442
出願日2022-12-02
発明の名称空気回路及び工作機械
出願人トーヨーエイテック株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類G05D 16/16 20060101AFI20240606BHJP(制御;調整)
要約【課題】1次側を流れているエアに、変化を生じさせることなく、レギュレータからリリーフするエアを1次側に戻す。
【解決手段】空圧源から空圧シリンダ10に高圧エアを送り込むメイン配管20中に設けられた、空圧レギュレータ30からリリーフされるエアを、逆止弁22を有する戻し配管21内へ溜めることで、1次圧よりも高い圧力が形成された後、逆止弁22が開き、空圧レギュレータ30の1次側31に戻す空気回路50において、戻し配管21からメイン配管20との交わる合流部及び合流部から空圧レギュレータの1次側に戻す配管で、メイン配管20中の空圧レギュレータ30の1次側31へ向かうエアの流れに意図的に圧力損失を生じさせ、空圧レギュレータ30に高圧のエアが流れ込むのを防止する、圧力損失部51を設ける。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
空圧源から空圧シリンダに高圧エアを送り込むメイン配管中に設けられた、空圧レギュレータからリリーフされるエアを、逆止弁を有する戻し配管内へ溜めることで、１次圧よりも高い圧力が形成された後、前記逆止弁が開き、前記空圧レギュレータの１次側に戻す空気回路であって、
前記戻し配管から前記メイン配管との交わる合流部及び前記合流部から前記空圧レギュレータの１次側に戻す配管において、前記メイン配管中の前記空圧レギュレータの１次側へ向かうエアの流れに意図的に圧力損失を生じさせ、前記空圧レギュレータに高圧のエアが流れ込むのを防止する、圧力損失部が設けられている
ことを特徴とする空気回路。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記圧力損失部が、
前記戻し配管と前記メイン配管との交わる部分に設けた折れ曲がり継手と、
前記戻し配管と前記メイン配管との交わる部分よりも前記空圧レギュレータ側に設けた前記メイン配管の内径よりも内径が小さく、部分的に前記メイン配管の内径を小さくする縮径継手と、
を有し、
前記折れ曲がり継手は、Ｔ型継手の対向する開口の一方が閉鎖されたＴ型継手又は、Ｌ型継手である
ことを特徴とする請求項１に記載の空気回路。
【請求項３】
前記圧力損失部が、
前記折れ曲がり継手と前記縮径継手の間に、前記メイン配管から分岐する少なくとも１つの分岐継手を含み、
前記分岐継手は、前記メイン配管と反対側が閉鎖されている
ことを特徴とする請求項２に記載の空気回路。
【請求項４】
前記メイン配管が、上下作動軸の中立を保つ前記空圧シリンダの上昇側にエアを送り込む配管である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の空気回路。
【請求項５】
請求項１に記載の圧力損失部と、メイン配管と、前記メイン配管に接続される空圧レギュレータと、前記空圧レギュレータから前記メイン配管にエアを戻す戻し配管と、
上下作動軸とを備え、
前記メイン配管が、前記上下作動軸の中立を保つ空圧シリンダに接続されている
ことを特徴とする工作機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、空圧レギュレータを有する空気回路及び工作機械に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械における主軸などの、上下を移動する上下作動軸は、その重さが動作に影響を及ぼすため、上下移動時に同等の力になるように中立の力を得た上で、作動させるようにしている。この力を得る手段に空圧シリンダを用い、バランスさせる空圧回路が知られている。このような空圧回路において、圧力を調整可能な空圧レギュレータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図４に示すような空圧レギュレータ３０により必要な圧力（上下動するユニットの重さ）を空圧シリンダ片側に供給し、上下動ユニットの上下作動時に、空圧シリンダが動作に追従していくことで、工作機械のモータ負荷をバランスさせた動作を行っている。
【０００４】
そして、上下作動軸が動作する度に下記（１）、（２）のエア供給と排気が行われる。
【０００５】
（１）空圧シリンダの供給側に上下作動軸が動作する場合、空圧レギュレータ３０の１次側３１から２次側３２へのエアの流れが起こる。
【０００６】
（２）空圧シリンダの排出側に上下作動軸が動作する場合、空圧レギュレータ３０の２次側３２からエアが戻り、２次側３２の圧力が高まるため、空圧レギュレータ３０内部のダイヤフラム３４を作動させ、ダイヤフラム３４を通し、空圧シリンダから戻ってきたエアをリリーフポート３３から大気へ逃がしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特公平５－３５８８７号公報
実開昭６３－１０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（１）の動作時は、空圧レギュレータ３０の１次側３１から２次側３２、空圧シリンダ内にエアが充満し、圧力変動がなければ、動作への影響は少ない。しかし、１次側３１で圧力変動が起こると、空圧レギュレータ３０の応答により、２次側３２に圧力変動が起こる。
【０００９】
（２）の動作時は、空圧レギュレータ３０の弁体３７とダイヤフラム３４の開度に変化を生じることで、
・加減速時に空圧レギュレータ３０のダイヤフラム３４を押す力が変化し、ダイヤフラム３４の変動が影響し、軸とエア圧に応差（ヒステリシス）が発生する。これにより、軸動作に影響する。
・ダイヤフラム３４から大気開放するため、圧力降下が大きくなる。ダイヤフラム３４への力が変動し、エア圧が変化し、振動変動する。これにより、軸動作に影響する。
・ダイヤフラム３４から開放に入るため、異音を伴う。管路がラッパ状であることが多く、このために音が増幅されやすい。
・圧縮エアが消滅する。
というような問題が発生し、このような問題を解決するために、ダイヤフラム３４からのエアを１次側へ戻すことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、１次側３１にエアを戻すことで、
・１次側３１から逆流する。
・空圧レギュレータ３０の１次側３１の圧力が高まると、空圧レギュレータ３０は、２つのバネ力の差でリリーフ量を定めていることから、小さな変動（例えば、０．０１ＭＰａ程度）であれば、２次圧には変化はないが、大きめの変動（例えば、０．０２ＭＰａを超える変動）が起きた場合は、１次圧の高まりにより、比例ほどではないが、２次圧も高まってしまう。さらに、２次側３２がリリーフ中にある場合、流量は、重み変動が加算され、さらに大きな変動を起こす。
・動作速度が速くなると配管だけでは対処できない。
というような新たな問題が発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

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