特許 6988029 伸縮タンク付圧力維持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6988029

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】伸縮タンク付圧力維持装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 16/20 20060101AFI20211220BHJP

   F04B 49/08 20060101ALI20211220BHJP

   F04B 49/06 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   G05D16/20 Z

   F04B49/08 331

   F04B49/06 341J

   F04B49/06 331Z

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-24446(P2019-24446)

(22)【出願日】2019年2月14日

(65)【公開番号】特開2020-135106(P2020-135106A)

(43)【公開日】2020年8月31日

【審査請求日】2019年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】519051654

【氏名又は名称】株式会社ＩＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100085291

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥巣 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117798

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 慎一

(74)【代理人】

【識別番号】100166899

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥巣 慶太

(72)【発明者】

【氏名】小河 善信

【審査官】 山村 秀政

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３４９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７９５４２８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４８−０６９４２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 中国実用新案第２０５８４４９１９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−２０８６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １６／２０

Ｆ０４Ｂ ４９／０６

Ｆ０４Ｂ ４９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デバイスに接続するための接続コネクタを有し、前記接続コネクタを通じて前記デバイスに付与する圧力を、所定の圧力値に維持する伸縮タンク付圧力維持装置であって、
前記接続コネクタが接続される定容量の固定タンクと、
前記固定タンクに連通され伸縮可能で容積変化する伸縮タンクと、
前記伸縮タンクを、前記伸縮タンクが伸長する方向に付勢するバネと、
前記固定タンク内に、負圧である圧力を付与する圧力付与手段と、
前記伸縮タンクの上端部に設けられ前記伸縮タンクの伸縮に応じて移動する可動マグネットと、
前記伸縮タンクの伸縮方向に前記伸縮タンクと並んで配置され前記可動マグネットに係合して、前記伸縮方向の移動を案内するセンサーガイドと、
前記センサーガイドに前記可動マグネットを挟んで上下に設けられ前記可動マグネットとの接触により信号を発する上下側センサースイッチ部と、
前記上下側センサースイッチ部よりの信号を受け、前記上下側センサースイッチ部よりの信号に応じて、前記圧力付与手段による、前記固定タンクへの圧力付与を開始させたり停止させたりして前記所定の圧力値を維持させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記可動マグネットが前記上側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を開始させ、前記可動マグネットが前記下側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を停止させるものである、
ことを特徴とする伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項2】

デバイスに接続するための接続コネクタを有し、前記接続コネクタを通じて前記デバイスに付与する圧力を、所定の圧力値に維持する伸縮タンク付圧力維持装置であって、
前記接続コネクタが接続される定容量の固定タンクと、
前記固定タンクに連通され伸縮可能で容積変化する伸縮タンクと、
前記伸縮タンクを、前記伸縮タンクが収縮する方向に付勢するバネと、
前記固定タンク内に、正圧である圧力を付与する圧力付与手段と、
前記伸縮タンクの上端部に設けられ前記伸縮タンクの伸縮に応じて移動する可動マグネットと、
前記伸縮タンクの伸縮方向に前記伸縮タンクと並んで配置され前記可動マグネットに係合して、前記伸縮方向の移動を案内するセンサーガイドと、
前記センサーガイドに前記可動マグネットを挟んで上下に設けられ前記可動マグネットとの接触により信号を発する上下側センサースイッチ部と、
前記上下側センサースイッチ部よりの信号を受け、前記上下側センサースイッチ部よりの信号に応じて、前記圧力付与手段による、前記固定タンクへの圧力付与を開始させたり停止させたりして前記所定の圧力値を維持させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記可動マグネットが前記上側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を停止させ、前記可動マグネットが前記下側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を開始させるものである、
ことを特徴とする伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項3】

前記圧力付与手段の、圧力を作用させる側に電磁開閉弁が設けられ、
前記制御手段は、前記電磁開閉弁の開閉により前記固定タンクへの圧力付与を行ったり停止したりするものである、
請求項１又は２に記載の伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項4】

前記固定タンクと前記圧力付与手段との間には、前記固定タンク内に付与する圧力を調整可能である調整ダイヤル付圧力計が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項5】

前記固定タンクの上側に前記伸縮タンクが設置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項6】

前記固定タンクは、前記伸縮タンクとは離れて設置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伸縮タンク付圧力維持装置。

【請求項7】

前記バネの上側に調整板が設けられ、
前記調整板の、前記伸縮方向における位置を調整可能である基本圧力調整手段が設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の伸縮タンク付圧力維持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伸縮タンク付圧力維持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、真空装置として、真空ポンプ、真空容器、圧力計などを組み合わせたものが知られており、真空圧を維持するために、可変オリフィスの開度を調整することで圧力調整を行うようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４−３４９１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献に記載の技術では、可変オリフィスで調整しているので、真空圧を維持するとしても、圧力変動が生ずる。

【0005】

そこで、発明者は、伸縮タンクを利用すれば、圧力変動を生じることなく、圧力を一定に維持できることに着想し、常に一定の圧力を供給できる本発明をなしたものである。

【0006】

本発明は、デバイスに付与(供給）する圧力を常に一定に維持できる伸縮タンク付圧力維持装置を提供することを目的としています。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１の発明は、デバイスに接続するための接続コネクタを有し、前記接続コネクタを通じて前記デバイスに付与する圧力を、所定の圧力値に維持する伸縮タンク付圧力維持装置であって、前記接続コネクタが接続される定容量の固定タンクと、前記固定タンクに連通され伸縮可能で容積変化する伸縮タンクと、前記伸縮タンクを、前記伸縮タンクが伸長する方向に付勢するバネと、前記固定タンク内に、負圧である圧力を付与する圧力付与手段と、前記伸縮タンクの上端部に設けられ前記伸縮タンクの伸縮に応じて移動する可動マグネットと、前記伸縮タンクの伸縮方向に前記伸縮タンクと並んで配置され前記可動マグネットに係合して、前記伸縮方向の移動を案内するセンサーガイドと、前記センサーガイドに前記可動マグネットを挟んで上下に設けられ前記可動マグネットとの接触により信号を発する上下側センサースイッチ部と、前記上下側センサースイッチ部よりの信号を受け、前記上下側センサースイッチ部よりの信号に応じて、前記圧力付与手段による、前記固定タンクへの圧力付与を開始させたり停止させたりして前記所定の圧力値を維持させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記可動マグネットが前記上側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を開始させ、前記可動マグネットが前記下側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を停止させるものである、ことを特徴とする。
請求項２の発明は、デバイスに接続するための接続コネクタを有し、前記接続コネクタを通じて前記デバイスに付与する圧力を、所定の圧力値に維持する伸縮タンク付圧力維持装置であって、前記接続コネクタが接続される定容量の固定タンクと、前記固定タンクに連通され伸縮可能で容積変化する伸縮タンクと、前記伸縮タンクを、前記伸縮タンクが収縮する方向に付勢するバネと、前記固定タンク内に、正圧である圧力を付与する圧力付与手段と、前記伸縮タンクの上端部に設けられ前記伸縮タンクの伸縮に応じて移動する可動マグネットと、前記伸縮タンクの伸縮方向に前記伸縮タンクと並んで配置され前記可動マグネットに係合して、前記伸縮方向の移動を案内するセンサーガイドと、前記センサーガイドに前記可動マグネットを挟んで上下に設けられ前記可動マグネットとの接触により信号を発する上下側センサースイッチ部と、前記上下側センサースイッチ部よりの信号を受け、前記上下側センサースイッチ部よりの信号に応じて、前記圧力付与手段による、前記固定タンクへの圧力付与を開始させたり停止させたりして前記所定の圧力値を維持させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記可動マグネットが前記上側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を停止させ、前記可動マグネットが前記下側センタースイッチ部に接触するときは、前記固定タンクへの圧力付与を開始させるものである、ことを特徴とする。

【0008】

このようにすれば、伸縮タンクの伸縮（容積変化）により、デバイスに付与する圧力（負圧・正圧）の変動が吸収され、デバイスに付与する圧力が常に一定に維持される。圧力を維持するだけでなく、圧力を利用して動力にも応用できる。

【0009】

請求項３に記載のように、前記圧力付与手段の、圧力を作用させる側に電磁開閉弁が設けられ、前記制御手段は、前記電磁開閉弁の開閉により前記固定タンクへの圧力付与を行ったり停止したりするものである、ことが望ましい。

【0010】

このようにすれば、電磁開閉弁を開閉するという簡単な制御だけで、デバイスに付与する圧力が常に一定に維持される。

【0011】

請求項４に記載のように、前記固定タンクと前記圧力付与手段との間には、前記固定タンク内に付与する圧力を調整可能である調整ダイヤル付圧力計が設けられている、ことが望ましい。

【0012】

このようにすれば、一定に維持する圧力を簡単に調整することができる。

【0013】

請求項５に記載のように、前記固定タンクの上側に前記伸縮タンクが設置されている、ことが望ましい。

【0014】

このようにすれば、設置に要するスペースを小さくすることができる。

【0015】

請求項６に記載のように、前記固定タンクは、前記伸縮タンクとは離れて設置されている、ようにしてもよい。

【0016】

このようにすれば、高さの制限を受ける場合でも設置できる。

【0017】

請求項７に記載のように、前記バネの上側に調整板が設けられ、前記調整板の、前記伸縮方向における位置を調整可能である基本圧力調整手段が設けられている、ことが望ましい。

【0018】

このようにすれば、調整板の位置を調整することで、制御の基本となる圧力を調整できる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、伸縮タンクの伸縮により、デバイスに付与する圧力の変動を吸収することができるので、デバイスに付与する圧力を、安定して一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る伸縮タンク付圧力維持装置の一実施の形態である真空維持装置の一例を示す図である。

【図2】前記真空維持装置の作動説明図である。

【図3】前記真空維持装置の変形例についての図１と同様の図である。

【図4】本発明に係る伸縮タンク付圧力維持装置の一実施の形態である加圧維持装置の一例を示す図である。

【図5】前記加圧維持装置の作動説明図であるである。

【図6】前記加圧維持装置の変形例についての図１と同様の図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
（真空維持装置）
真空維持装置１は、支持枠２内において、上下に配置され相互に連通する伸縮タンク３及び固定タンク４を備える。伸縮タンク３は、蛇腹形状で伸縮可能で、容積が変化するものであり、固定タンク４は、箱形状で定容量である。なお、伸縮タンク３の材質は、特に制限されず、金属材料、ゴムなどの弾性材料、プラスチック材料などが用いられる。

【0026】

支持枠２の上部材２ａには、基本圧力調整器５が設けられている。基本圧力調整器５は、上部材２ａに回転可能に取り付けられるねじ棒５ａと、ねじ棒５ａの下端に設けられる可動板５ｂとを有し、可動板５ｂがねじ棒５ａに回転により昇降するようになっている。

【0027】

この可動板３ｂと伸縮タンク３の上端との間に、引張バネ６とマグネットセンサースイッチ７の可動マグネット７ａとが上下に配置されている。マグネットセンサースイッチ７は、可動マグネット７ａが、上下方向に延びるセンサーガイド７ｂに上下方向に移動可能に係合している。センサーガイド５ｂには、可動マグネット７ａを挟んで上下にセンサースイッチ部７ｃ，７ｄが設けられ、可動マグネット７ａがセンサースイッチ部７ｃ，７ｄと接触することで信号を制御装置８に出力するようになっている。

【0028】

固定タンク４には、電磁開閉弁９及び手動バルブ１０Ａを順に有する第１通路１４Ａを通じて、制御装置８によって制御される真空ポンプ１１に接続されている。第１通路１４Ａの電磁開閉弁９のタンク側において、接続コネクタ１３に接続される第２の通路１４Ｂが分岐されている。第２通路１４Ｂに、ポンプ側から、調整ダイヤル付圧力計１２及び手動バルブ１０Ｂが順に設けられている。手動バルブ１０Ａ，１０Ｂは、流量調整バルブで、圧力調整の微調整に用いられる。

【0029】

そして、制御装置８は、センサースイッチ部７ｃ，７ｄからの信号を受け、電磁開閉弁９の開閉を制御し、真空圧を一定に維持するようになっている。

【0030】

続いて、使用する圧力（真空圧）の設定手順について図２に沿って説明する。

【0031】

まず、希望する真空圧（一定圧）を、調整ダイヤル付圧力計１２の調整ダイヤルにてセットする（ステップＳ１）。

【0032】

接続コネクタ１３をデバイス(真空圧にて動作する機器)に接続した状態で、デバイスを動作させることなく、真空ポンプ１１を作動させる（ステップＳ２）。これにより、固定タンク４内の圧力が低下し、伸縮タンク３が収縮を開始する。なお、電磁開閉弁９は開状態である。

【0033】

引張バネ６が伸び、圧力計１２が示す数値が、使用する圧力、つまり調整ダイヤルによって設定した圧力になったときに、可動マグネット７ａが下側センサースイッチ部７ｄに接触するように位置合わせを行い、センサーガイド５ｂのその位置に下側センサースイッチ部７ｄを固定する（ステップＳ３）。これにより真空ポンプ１１にて付与する圧力の上限が決定される。

【0034】

この下側センサースイッチ部７ｄからの信号を制御装置８が受けたときに、制御装置８が電磁開閉弁９に閉信号を送り、負圧（真空圧）の作用を停止させるようにする。

【0035】

次いで、接続コネクタ１３に接続されたデバイスを作動させる（ステップＳ４）。伸縮タンク３内の圧力が上昇し、伸縮タンク３が伸びる。

【0036】

伸縮タンク３が伸び、圧力計１２が示す数値が、目標とする真空圧（調整ダイヤルによって設定した圧力）になったとき（目標とする真空圧を越えようとしたとき）に、可動マグネット７ａが上側センサースイッチ部７ｃに接触するように位置合わせをして、上側センサースイッチ部７ｃをセンサーガイド５ｂのその位置に固定する。圧力の下限が設定される。

【0037】

この上側のセンサースイッチ部７ｃからの信号を制御装置８が受けたときに、制御装置８が電磁開閉弁９に開信号を送り、真空ポンプ１１からの負圧を作用させるようにする。

【0038】

これにより、上下側センサースイッチ部７ｃ，７ｄの範囲内で可動マグネット７ａが上下動し、伸縮タンク３の伸縮範囲（作業範囲）が規制される。それが作動範囲のキャパシティになる。

【0039】

このような伸縮タンク３を設けないと、接続コネクタ１３を通じて付与する真空圧が変化することになるが、伸縮タンク３を設けることで、それの伸縮動作により真空圧の変化を吸収し、一定の真空圧を安定して付与することができる。

【0040】

それに加えて、コンパクトなシステムで大きな力を発揮でき、ほとんど音を発生することがなく、動力源については、真空ポンプ１１と制御装置８の電源のみのため、小電力で使用ができる。

【0041】

また、設置場所に於いて高さの制限を受ける場合などにおいては、図３に示すように、固定タンク４Ａを、支持枠２の外部に設けることも可能である。この場合は、伸縮タンク３及び固定タンク４に対し接続される第１通路１４Ｃは、調整ダイヤル付圧力計１２、電磁開閉弁９及び手動バルブ１０Ａを順に設けられ、最終的に真空ポンプ１１に接続される。固定タンク４に接続される第２通路１４Ｄは、手動バルブ１０Ｂが設けられ、接続コネクタ１３に接続される。

【0042】

前記実施の形態では、真空圧（負圧）を維持する場合について説明したが、加圧（正圧）を維持する場合にも同様に適用することができる。
（加圧維持装置）
図４に示すように、加圧維持の場合は、真空維持の場合における引張バネ６を普通のバネ２１に変え、真空ポンプ１１を加圧ポンプ２２（コンプレッサー）に変えることにより、加圧を一定圧に維持する制御が可能である加圧維持装置１Ａとされる。固定タンク４には、第１及び第２の通路１４Ａ’，１４Ｂ’が直接に接続され、調整ダイヤル付圧力計１２が第２の通路１４Ｂ’ではなく、第１の通路１４Ａ’の電磁開閉弁９のタンク側に設けられている。

【0043】

この場合は、加圧ポンプ２２から供給される圧力の変化による影響を生じさせず、常に一定の圧力を供給できる。また、このようにして加圧維持することにより、コンパクトな構造で、大きな圧力（一定圧）を安定して付与することができる。

【0044】

続いて、使用する圧力（正圧）の設定手順について図５に沿って説明する。

【0045】

まず、使用する圧力（正圧）を、調整ダイヤル付圧力計１２の調整ダイヤルにてセットする（ステップＳ１１）。

【0046】

接続コネクタ１３をデバイスに接続した状態で、デバイスを動作させることなく、加圧ポンプ２２を作動させる（ステップＳ１２）。固定タンク４内の圧力が上昇し、伸縮タンク３が伸長を開始する。

【0047】

バネ２１が収縮し、圧力計１２が示す数値が、使用する圧力、つまり調整ダイヤルによって設定した圧力になったときに、可動マグネット７ａが上側センサースイッチ部７ｃに接触するように、センサーガイド５ｂに対して位置合わせを行い、上側センサースイッチ部７ｃを固定する（ステップＳ１３）。これにより加圧ポンプ２２にて付与する圧力の上限が決定される。

【0048】

この上側センサースイッチ部７ｃからの信号を制御装置８が受けたときに、制御装置８が電磁開閉弁９に閉信号を送り、圧力（正圧）供給を停止させるようにする。

【0049】

次いで、接続コネクタ１３に接続された先のデバイス（動作機器）を作動させる（ステップＳ１４）。伸縮タンク３内の圧力が下がり、伸縮タンク３が収縮する。

【0050】

伸縮タンク３が収縮し、圧力計１２が示す数値が、使用する圧力（調整ダイヤルによって設定した圧力）になったとき（使用する圧力を超えようとしたとき）に、可動マグネット７ａが下側センサースイッチ部７ｄに接触するように位置合わせをして、センサーガイド５ｂに下側センサースイッチ部７ｄを固定する。圧力の下限が設定される。

【0051】

この下側センサースイッチ部７ｄからの信号を制御装置８が受けたときに、制御装置８が電磁開閉弁９に開信号を送り、圧力（正圧）供給を開始させる。

【0052】

これにより、上下側センサースイッチ部７ｃ，７ｄの範囲内で可動マグネット７ａが上下動し、前述した実施の形態と同様に、伸縮タンク３の伸縮範囲（作業範囲）が規制される。それが作動範囲のキャパシティになる。

【0053】

このような伸縮タンク３を設けないと、付与する圧力（正圧）が変化することになるが、伸縮タンク３を設けることで、それの伸縮動作により圧力の変化を吸収し、一定の圧力（正圧）を安定して付与することができる。そして、加圧ポンプ２２から供給される圧力の変化による影響を生じさせない。

【0054】

また、前述した場合と同様に、図６に示すように、固定タンクＡは、支持枠２の外部に設けることも可能である。この場合は、伸縮タンク３及び固定タンク４Ａに対し、調整ダイヤル付圧力計１２、電磁開閉弁９、手動バルブ１０Ａを介して、加圧ポンプ２１が接続され、そして、固定タンク４Ａに対し、手動バルブ１０Ｂを介して接続コネクタ１３が接続される。

【符号の説明】

【0055】

１Ａ 真空維持装置
１Ｂ 加圧維持装置
２ 支持枠
２ａ 上部材
３ 伸縮タンク
４，４Ａ 固定タンク
５ 基本圧力調整器
５ａ ねじ棒
５ｂ 可動板
６ バネ
７ マグネットセンサースイッチ
７ａ 可動マグネット
７ｂ センサーガイド
７ｃ，７ｄ センサースイッチ部
８ 制御装置
９ 電磁開閉弁
１０Ａ，１０Ｂ 手動バルブ
１１ 真空ポンプ
１２ 調整ダイヤル付圧力計
１３ 接続コネクタ
１４Ａ，１４Ｂ 第１通路
１４Ｃ，１４Ｄ 第２通路
２１ 普通のバネ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】