エアバランス装置
【課題】小型で、製造し易く、操作が容易なエアバランス装置を得る。
【解決手段】被搬送体１を吊下げたシリンダ２への供給圧を、導入する制御圧に応じて被搬送体１の荷重に拮抗する圧力に調圧する主弁１０を備える。また、シリンダ２に吊下げた支持部材４６に梃子部材４８を揺動可能に支持すると共に、梃子部材４８に被搬送体１を吊下げた。梃子部材４８にねじ軸５４の回転により移動台５６を移動する移動機構を設け、移動台５６に被搬送体１を吊下げ位置調整可能に吊下げた。また、梃子部材４８の揺動により開閉して制御圧を増減させる制御弁６０を支持部材４６に設け、かつ、制御圧の導入により梃子部材４８を被搬送体１の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構７２を支持部材４６に設けると共に、反力機構７２による梃子部材４８の揺動に抗する方向に梃子部材４８を付勢する付勢部材８４を設けた。
【解決手段】被搬送体１を吊下げたシリンダ２への供給圧を、導入する制御圧に応じて被搬送体１の荷重に拮抗する圧力に調圧する主弁１０を備える。また、シリンダ２に吊下げた支持部材４６に梃子部材４８を揺動可能に支持すると共に、梃子部材４８に被搬送体１を吊下げた。梃子部材４８にねじ軸５４の回転により移動台５６を移動する移動機構を設け、移動台５６に被搬送体１を吊下げ位置調整可能に吊下げた。また、梃子部材４８の揺動により開閉して制御圧を増減させる制御弁６０を支持部材４６に設け、かつ、制御圧の導入により梃子部材４８を被搬送体１の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構７２を支持部材４６に設けると共に、反力機構７２による梃子部材４８の揺動に抗する方向に梃子部材４８を付勢する付勢部材８４を設けた。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被搬送体の荷重とシリンダへの供給圧力とを拮抗させて、被搬送体を吊下げるエアバランス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開平１０−３０６０９号公報にあるように、被搬送体の荷重がダイヤフラムにより仕切られた反力室に作用するように構成し、荷重の変化による圧力室の圧力変動に基づいて、主弁を切り換えて、シリンダの作用室に圧力源から圧縮空気を供給、あるいは、作用室を大気に開放して、作用室内圧を制御して、被搬送体の荷重とシリンダの作用力とを釣合わせて、被搬送体を吊下げるように構成したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうした従来のものでは、ダイヤフラムの受圧面積と、シリンダのロッド側の作用室の受圧面積とが等しくなっていなければ吊り合う圧力を発生させることができない。このため、被搬送体の重量が重いときにはシリンダ径が大きくなるので、ダイヤフラム径も大きくなり、装置が大型化するという問題があった。
【０００４】また、ダイヤフラム径をシリンダ径に応じた大きさにする必要があるので、装置構成に応じてその都度ダイヤフラムをそれにあった形状に製作しなければならず、煩雑であるという問題もあった。更に、シリンダのパッキン類の摺動抵抗、あるいは、チェーン等を介して吊下げた場合には、チェーン等の摩擦抵抗等が発生し、昇降操作が重くなり、操作し難いという問題もあった。
【０００５】本発明の課題は、小型で、製造し易く、操作が容易なエアバランス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、被搬送体を吊下げたシリンダへの供給圧を、導入する制御圧に応じて前記被搬送体の荷重に拮抗する圧力に調圧する圧力調整回路を備えたエアバランス装置において、前記シリンダに吊下げた支持部材に梃子部材を揺動可能に支持すると共に、該梃子部材に前記被搬送体を吊下げ、また、前記梃子部材の揺動により開閉して前記制御圧を増減させる制御弁を前記支持部材に設け、かつ、前記制御圧の導入により前記梃子部材を前記被搬送体の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構を前記支持部材に設けると共に、前記反力機構による前記梃子部材の揺動に抗する方向に前記梃子部材を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするエアバランス装置がそれである。
【０００７】また、前記梃子部材にねじ軸の回転により移動台を移動する移動機構を設け、前記移動台に前記被搬送体を吊下げ位置調整可能に吊下げてもよい。あるいは、前記圧力調整回路は、導入される制御圧と前記シリンダの作用室内圧との圧力差に応じて調圧ピストンを摺動させて弁体を移動し、前記作用室を圧力源に接続または大気中に開放して、前記作用室への圧力を調圧する主弁を備えた構成としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は被搬送体で、シリンダ２に吊下げ支持されている。シリンダ２は、移動可能な台車３にシリンダチューブ４が取り付けられており、シリンダチューブ４にはピストン６が摺動可能に挿入されている。シリンダチューブ４とピストン６とにより形成された作用室８に圧縮空気が供給されると、ピストン６を上昇させる作用力が働くように構成されている。
【０００９】主弁１０の主弁本体１１には、調圧室１２、給気室１６、排気室２０が形成されている。作用室８には主弁１０の調圧室１２が接続されており、調圧室１２は圧縮空気の圧力源１４に接続された給気室１６に連通されている。調圧室１２と給気室１６とは摺動可能に支持された給気弁体１８によって連通・遮断されるように構成されている。また、調圧室１２には、パイロット開閉弁１７、絞り１９を介して大気に開放される排気室２０が連通されており、摺動可能に支持された排気弁体２２によって調圧室１２と排気室２０とが連通・遮断されるように構成されている。
【００１０】主弁本体１１には、摺動孔２４が形成されており、摺動孔２４には調圧ピストン２６が摺動可能に挿入されている。この調圧ピストン２６を間にして、その両側に制御室２８と調圧ピストン室３０とが形成されており、制御室２８はバイパス流路３２を介して調圧室１２と連通されている。
【００１１】調圧ピストン２６には排気弁体２２を貫通したステム３４が連結されており、調圧ピストン室３０に導入される圧力の作用により、ステム３４を介して給気弁体１８を摺動させて調圧室１２と給気室１６とを連通し、制御室２８に導入される圧力の作用により、ステム３４を介して排気弁体２２を摺動させて調圧室１２と排気室２０との連通を遮断するように構成されている。
【００１２】調圧ピストン室３０には、導入ポート３６が接続されており、導入ポート３６には、エアタンク４２が接続されている。また、導入ポート３６はパイロット流路３８を介してパイロット開閉弁１７にパイロット圧として導入されるように接続されている。尚、主弁１０は、前述したものに限らず、同様の動作をするものであればよく、外部パイロット型ハイリリーフ減圧弁等でもよい。
【００１３】一方、シリンダ２のピストンロッド４４の先端には、支持部材４６がピン連結されて吊下げ支持されている。支持部材４６には、梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに揺動可能に支持されており、梃子部材４８と一体的に揺動するようにレバー部材５２が取り付けられている。
【００１４】梃子部材４８には支点ピン５０と直交する水平軸の廻りに回転可能にねじ軸５４が支持されており、ねじ軸５４には移動台５６が螺着されている。移動台５６には、フック５８が取り付けられており、このフック５８に被搬送体１を吊り下げることができるようにされると共に、吊下げ位置を調整可能に構成されている。尚、本実施形態では、ねじ軸５４、移動台５６により移動機構５９を構成している。
【００１５】支持部材４６には、制御弁６０が設けられており、制御弁６０は給気室６２と大気中に開放された排気室６３とを備えている。給気室６２は、導入通路６４を介して手動開閉弁６５ａ、伸縮配管６５ｂを介して調圧ピストン室３０に接続されている。また、制御弁６０は支持部材４６に摺動可能に支持された制御弁体６６を備え、制御弁体６６の移動により、給気室６２と排気室６３とが連通・遮断されるように構成されている。
【００１６】制御弁体６６は支持部材４６から突出されて、排気室６３内に収納されたバネ７０により付勢されて、その先端が梃子部材４８に当接されると共に、付勢力により給気室６２と排気室６３との連通を遮断するように構成されている。また、導入通路６４は、可変絞り６７、チェック弁６８、伸縮配管６９、チェック弁７１ａ、伸縮配管７１ｂを介して圧力源１４に接続されている。
【００１７】更に、支持部材４６には反力機構７２が設けられている。反力機構７２は、支持部材４６に形成されたダイヤフラム室７４を仕切るようにして設けられたダイヤフラム７６を備え、仕切られた一方に反力室７８が形成されている。この反力室７８は導入通路６４に接続されている。
【００１８】ダイヤフラム７６には、反力室７８と反対側に、押圧棒８０が一体的に取り付けられている。押圧棒８０は支持部材４６の外部に突出されており、その先端は梃子部材４８の一端に当接されている。この押圧棒８０と支点ピン５０を間にして反対側に、支持部材４６に螺入されたねじ部材８２が設けられている。
【００１９】ねじ部材８２と梃子部材４８との間にはコイルバネを用いた付勢部材８４が配置されている。この付勢部材８４の付勢方向と、ダイヤフラム７６による押圧棒８０を介した作用力とが、梃子部材４８に支点ピン５０を間にして対向して作用するように構成されている。
【００２０】次に、前述した本実施形態のエアバランス装置の作動について説明する。まず、主弁１０の作動について説明すると、導入通路６４から、手動開閉弁６５ａ、伸縮配管６５ｂ、導入ポート３６を介して調圧ピストン室３０に制御圧が導入される。この制御圧の作用を受けて、調圧ピストン２６、ステム３４を介して給気弁体１８が摺動して、給気室１６と調圧室１２とを連通する。
【００２１】よって、圧力源１４から給気室１６、調圧室１２を介してシリンダ２の作用室４に圧縮空気が供給されて、作用室４内の空気圧が増加する。作用室４内の空気圧の増加と共に、調圧室１２に連通した制御室２８の空気圧も増加し、調圧ピストン２６に調圧ピストン室３０の制御圧の作用力に対向する作用力が働く。
【００２２】一方、導入通路６４の制御圧が低下して、調圧ピストン室３０の圧力が低下すると、制御室２８の空気圧の作用を受けて、調圧ピストン２６、ステム３４を介して排気弁体２２が摺動して、調圧室１２と排気室２０とを連通する。作用室４から調圧室１２、排気室２０、パイロット開閉弁１７、絞り１９を介して排気され、作用室４内の空気圧が減少する。
【００２３】調圧ピストン室３０の制御圧による作用力が制御室２８の空気圧による作用力を上回るときには、給気弁体１８を摺動して、給気室１６と調圧室１２とを連通して、作用室８の空気圧を増加させる。また、制御室２８の空気圧による作用力が調圧ピストン室３０の制御圧による作用力を上回ると、排気弁体２２を摺動して、調圧室１２と排気室２０とを連通して、作用室８の空気圧を減少させる。
【００２４】調圧ピストン２６に作用する調圧ピストン室３０の制御圧の作用力と、制御室２８の空気圧の作用力とが釣り合うと、給気弁体１８及び排気弁体２２により調圧室１２と給気室１６及び排気室２０との連通が遮断される。これにより、導入通路６４、調圧ピストン室３０、制御室２８、作用室４の各圧力がほぼ等しくなるように主弁１０により制御される。
【００２５】そして、被搬送体１を吊り下げる前に、付勢部材８４の付勢力を調整して、荷重が加わらない状態でバランスさせる。調整は、ねじ部材８２を回転させて、付勢部材８４の付勢力を増減させて行なう。付勢力により、梃子部材４８には、支点ピン５０の廻りに回転力が作用する。また、梃子部材４８には、反力室７８に導入通路６４から導入される制御圧により、押圧棒８０を介して支点ピン５０の廻りに逆方向の回転力が作用する。
【００２６】付勢部材８４の付勢力と反力室７８内圧力による作用力とが釣り合ったときに、梃子部材４８の揺動が停止する。この状態で、制御弁６０の制御弁体６６による給気室６２と導入通路６４との連通の開度も定まる。付勢力を調整して制御弁体６６を移動させ、給気室６２と排気室６３との連通開度を調整して、圧力源１４、伸縮配管７１ｂ、チェック弁７１ａ、伸縮配管６９、チェック弁６８、可変絞り６７を介して導入通路６４に導入される圧縮空気の圧力を調整する。制御弁６０からの排気量が多いときには、可変絞り６７を調整する。尚、可変絞り６７は固定絞りであってもよい。
【００２７】導入通路６４の制御圧により調圧ピストン２６に作用する作用力と、制御室２８の空気圧により調圧ピストン２６に作用する作用力とが釣り合うように主弁１０が働き、導入通路６４、反力室７８、調圧ピストン室３０、制御室２８、作用室８内のそれぞれの圧力がほぼ等しくなる。作用室４内の空気圧による作用力と、ピストンロッド４４に吊り下げている支持部材４６、梃子部材４８等の重量とが吊り合った状態にする。
【００２８】この状態で、レバー部材５２を持ち上げれば、制御弁体６６が移動して、給気室６２と排気室６３との連通開度を減少させて、導入通路６４の制御圧が上昇する。よって、主弁１０を介して作用室４の圧力が上昇し、支持部材４６等を持ち上げる。
【００２９】レバー部材５２を押し下げれば、制御弁体６６が移動して、給気室６２と排気室６３との連通開度を増加させて、導入通路６４の制御圧が低下する。よって、主弁１０を介して作用室４の圧力が低下し、支持部材４６等を下降させる。レバー部材５２から手を離せば、付勢部材８４の付勢力と、反力室７８内圧力による作用力とが吊り合うように梃子部材４８が揺動し、バランス状態となる。
【００３０】前述した状態に調整した後、次に、置いてある被搬送体１にフック５８を掛けて、レバー部材５２を上方に揺動させると、制御弁体６６が摺動されて、給気室６２と排気室６３との連通開度が小さくなる。よって、調圧ピストン室３０に導入される制御圧が上昇する。
【００３１】これにより、調圧ピストン２６、ステム３４を介して給気弁体１８が摺動されて、圧力源１４から給気室１６、調圧室１２を介して、作用室８に圧縮空気が供給される。作用室８内の空気圧が上昇すると、ピストン６への作用力が増加して、被搬送体１が吊り上げられる。
【００３２】導入通路６４の制御圧は、反力室７８に導入され、制御圧に応じた作用力が、押圧棒８０を介して梃子部材４８に作用する。レバー部材５２に、この作用力が反力として作用し、使用者は、被搬送体１の吊上げと共に、反力を感じる。被搬送体１を所定の高さまで吊り上げた後、レバー部材５２を離すと、反力室７８に導入される制御圧に応じて、押圧棒８０を介して梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに付勢部材８４の付勢力に抗して揺動する。よって、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が大きくなり、導入通路６４の制御圧が低下する。
【００３３】ピストン６の受圧面積をＡ、ダイヤフラム７６の受圧面積をＢ、被搬送体１の重量をＷ、制御圧をＰとすると、シリンダ２により被搬送体１が吊り上げられて、バランスした状態となったときには、下記式が成立する。ここで、ａは支点ピン５０と被搬送体１との距離、ｂは支点ピン５０と押圧棒８０との距離である。
【００３４】Ｗ＝Ｐ×ＡＰ×Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ｐ×Ａよって、下記式が導かれる。
Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ａ従って、両受圧面積Ａ，Ｂが等しくないので、上記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。
【００３５】前述したように、梃子部材４８には、この支点ピン５０の廻りに、反力室７８の制御圧による作用力と、これとは逆方向の被搬送体１の荷重Ｗによる作用力と、が作用する。制御圧により作用力の方が大きいときには、梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに揺動されて、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が大きくなり、導入通路６４の制御圧が減少する。荷重Ｗによる作用力の方が大きいときには、逆方向に梃子部材４８が揺動されて、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が小さくなり、導入通路６４の制御圧が増加する。
【００３６】両作用力が吊り合ったときには、下記式が成立し、梃子部材４８の揺動が停止する。
Ｐ×Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ｗこのときの制御圧Ｐと作用室８内の圧力とが主弁１０により同じになるように制御され、被搬送体１がシリンダ２により吊下げられた状態でバランスする。
【００３７】一方、レバー部材５２を押し下げた場合には、導入通路６４の制御圧が低下するので、被搬送体１は自重で降下する。そして、レバー部材５２から手を離すと、前述したと同様に、バランス状態となる。本実施形態では、レバー部材５２を操作して、被搬送体１の昇降を行わせるので、レバー部材５２の長さαを長くすることにより、軽い力で操作できる。
【００３８】図２（ロ）に示すように、シリンダ２と支持部材４６との間にレバー９０を設け、シリンダ２のロッド４４の移動を増速する増速機構として構成してもよい。その際にも、前述したと同様に、下記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。
【００３９】Ｂ＝（ａ／ｂ）×（Ｘ／Ｙ）×Ａまた、図３に示すように、増速機構にねじ機構９２を用い、ドラム９４にワイヤ９６を巻き付けて被搬送体１を吊り下げてもよい。この場合も、前述したと同様に、下記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。ここで、Ｌはねじのリード、Ｄはドラムピッチ径である。
【００４０】Ｂ＝（Ｌ／πＤ）×（ａ／ｂ）×Ａ一方、本実施形態では、配管の破損による被搬送体１の急激な降下を防止するために、以下のような機構を設けている。まず、伸縮配管６５ｂが破損したときの調圧ピストン室３０側の圧力低下と、被搬送体１の下降時の圧力低下を判別するため、可変絞り６７を調整する。レバー部材５２を押し下げて被搬送体１を下降させるときの圧力低下よりも、伸縮配管６５ｂの破損時の圧力低下の方がより低圧になるように可変絞り６７を調整する。これにより、破損時にはパイロット開閉弁１７が閉弁して、被搬送体１の降下を防止する。
【００４１】また、伸縮配管７１ｂが破損したときには、チェック弁７１ａにより、伸縮配管６９が破損したときには、チェック弁６８により、被搬送体１の急激な降下を防止している。即ち、反力室７８の圧力が低下するので、給気室６２は遮断され、調圧ピストン室３０の圧力の低下を防止する。
【００４２】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のエアバランス装置は、梃子部材に被搬送体を吊り下げるので、反力機構は小型でよく、装置が小型化され、被搬送体の重量に応じて吊り下げ位置を変えればよいので製造が容易であり、梃子部材を揺動させて昇降させることができるので操作も容易であるという効果を奏する。
【００４４】また、シリンダのパッキン類の摺動抵抗の影響が少ないので、操作が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエアバランス装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の応用例を示す説明図である。
【図３】本実施形態の増速機構への応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…被搬送体 ２…シリンダ
３…台車 ４…シリンダチューブ
４…作用室 ６…ピストン
８…作用室 １０…主弁
１２…調圧室 １４…圧力源
１６…給気室 １８…給気弁体
２０…排気室 ２２…排気弁体
２６…調圧ピストン
２８…制御室 ３０…調圧ピストン室
３４…ステム ３６…導入ポート
３８…パイロット流路
４６…支持部材 ４８…梃子部材
５０…支点ピン ５２…レバー部材
６０…制御弁 ６４…導入通路
７２…反力機構 ７８…反力室
８０…押圧棒 ８４…付勢部材
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被搬送体の荷重とシリンダへの供給圧力とを拮抗させて、被搬送体を吊下げるエアバランス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開平１０−３０６０９号公報にあるように、被搬送体の荷重がダイヤフラムにより仕切られた反力室に作用するように構成し、荷重の変化による圧力室の圧力変動に基づいて、主弁を切り換えて、シリンダの作用室に圧力源から圧縮空気を供給、あるいは、作用室を大気に開放して、作用室内圧を制御して、被搬送体の荷重とシリンダの作用力とを釣合わせて、被搬送体を吊下げるように構成したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうした従来のものでは、ダイヤフラムの受圧面積と、シリンダのロッド側の作用室の受圧面積とが等しくなっていなければ吊り合う圧力を発生させることができない。このため、被搬送体の重量が重いときにはシリンダ径が大きくなるので、ダイヤフラム径も大きくなり、装置が大型化するという問題があった。
【０００４】また、ダイヤフラム径をシリンダ径に応じた大きさにする必要があるので、装置構成に応じてその都度ダイヤフラムをそれにあった形状に製作しなければならず、煩雑であるという問題もあった。更に、シリンダのパッキン類の摺動抵抗、あるいは、チェーン等を介して吊下げた場合には、チェーン等の摩擦抵抗等が発生し、昇降操作が重くなり、操作し難いという問題もあった。
【０００５】本発明の課題は、小型で、製造し易く、操作が容易なエアバランス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、被搬送体を吊下げたシリンダへの供給圧を、導入する制御圧に応じて前記被搬送体の荷重に拮抗する圧力に調圧する圧力調整回路を備えたエアバランス装置において、前記シリンダに吊下げた支持部材に梃子部材を揺動可能に支持すると共に、該梃子部材に前記被搬送体を吊下げ、また、前記梃子部材の揺動により開閉して前記制御圧を増減させる制御弁を前記支持部材に設け、かつ、前記制御圧の導入により前記梃子部材を前記被搬送体の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構を前記支持部材に設けると共に、前記反力機構による前記梃子部材の揺動に抗する方向に前記梃子部材を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするエアバランス装置がそれである。
【０００７】また、前記梃子部材にねじ軸の回転により移動台を移動する移動機構を設け、前記移動台に前記被搬送体を吊下げ位置調整可能に吊下げてもよい。あるいは、前記圧力調整回路は、導入される制御圧と前記シリンダの作用室内圧との圧力差に応じて調圧ピストンを摺動させて弁体を移動し、前記作用室を圧力源に接続または大気中に開放して、前記作用室への圧力を調圧する主弁を備えた構成としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は被搬送体で、シリンダ２に吊下げ支持されている。シリンダ２は、移動可能な台車３にシリンダチューブ４が取り付けられており、シリンダチューブ４にはピストン６が摺動可能に挿入されている。シリンダチューブ４とピストン６とにより形成された作用室８に圧縮空気が供給されると、ピストン６を上昇させる作用力が働くように構成されている。
【０００９】主弁１０の主弁本体１１には、調圧室１２、給気室１６、排気室２０が形成されている。作用室８には主弁１０の調圧室１２が接続されており、調圧室１２は圧縮空気の圧力源１４に接続された給気室１６に連通されている。調圧室１２と給気室１６とは摺動可能に支持された給気弁体１８によって連通・遮断されるように構成されている。また、調圧室１２には、パイロット開閉弁１７、絞り１９を介して大気に開放される排気室２０が連通されており、摺動可能に支持された排気弁体２２によって調圧室１２と排気室２０とが連通・遮断されるように構成されている。
【００１０】主弁本体１１には、摺動孔２４が形成されており、摺動孔２４には調圧ピストン２６が摺動可能に挿入されている。この調圧ピストン２６を間にして、その両側に制御室２８と調圧ピストン室３０とが形成されており、制御室２８はバイパス流路３２を介して調圧室１２と連通されている。
【００１１】調圧ピストン２６には排気弁体２２を貫通したステム３４が連結されており、調圧ピストン室３０に導入される圧力の作用により、ステム３４を介して給気弁体１８を摺動させて調圧室１２と給気室１６とを連通し、制御室２８に導入される圧力の作用により、ステム３４を介して排気弁体２２を摺動させて調圧室１２と排気室２０との連通を遮断するように構成されている。
【００１２】調圧ピストン室３０には、導入ポート３６が接続されており、導入ポート３６には、エアタンク４２が接続されている。また、導入ポート３６はパイロット流路３８を介してパイロット開閉弁１７にパイロット圧として導入されるように接続されている。尚、主弁１０は、前述したものに限らず、同様の動作をするものであればよく、外部パイロット型ハイリリーフ減圧弁等でもよい。
【００１３】一方、シリンダ２のピストンロッド４４の先端には、支持部材４６がピン連結されて吊下げ支持されている。支持部材４６には、梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに揺動可能に支持されており、梃子部材４８と一体的に揺動するようにレバー部材５２が取り付けられている。
【００１４】梃子部材４８には支点ピン５０と直交する水平軸の廻りに回転可能にねじ軸５４が支持されており、ねじ軸５４には移動台５６が螺着されている。移動台５６には、フック５８が取り付けられており、このフック５８に被搬送体１を吊り下げることができるようにされると共に、吊下げ位置を調整可能に構成されている。尚、本実施形態では、ねじ軸５４、移動台５６により移動機構５９を構成している。
【００１５】支持部材４６には、制御弁６０が設けられており、制御弁６０は給気室６２と大気中に開放された排気室６３とを備えている。給気室６２は、導入通路６４を介して手動開閉弁６５ａ、伸縮配管６５ｂを介して調圧ピストン室３０に接続されている。また、制御弁６０は支持部材４６に摺動可能に支持された制御弁体６６を備え、制御弁体６６の移動により、給気室６２と排気室６３とが連通・遮断されるように構成されている。
【００１６】制御弁体６６は支持部材４６から突出されて、排気室６３内に収納されたバネ７０により付勢されて、その先端が梃子部材４８に当接されると共に、付勢力により給気室６２と排気室６３との連通を遮断するように構成されている。また、導入通路６４は、可変絞り６７、チェック弁６８、伸縮配管６９、チェック弁７１ａ、伸縮配管７１ｂを介して圧力源１４に接続されている。
【００１７】更に、支持部材４６には反力機構７２が設けられている。反力機構７２は、支持部材４６に形成されたダイヤフラム室７４を仕切るようにして設けられたダイヤフラム７６を備え、仕切られた一方に反力室７８が形成されている。この反力室７８は導入通路６４に接続されている。
【００１８】ダイヤフラム７６には、反力室７８と反対側に、押圧棒８０が一体的に取り付けられている。押圧棒８０は支持部材４６の外部に突出されており、その先端は梃子部材４８の一端に当接されている。この押圧棒８０と支点ピン５０を間にして反対側に、支持部材４６に螺入されたねじ部材８２が設けられている。
【００１９】ねじ部材８２と梃子部材４８との間にはコイルバネを用いた付勢部材８４が配置されている。この付勢部材８４の付勢方向と、ダイヤフラム７６による押圧棒８０を介した作用力とが、梃子部材４８に支点ピン５０を間にして対向して作用するように構成されている。
【００２０】次に、前述した本実施形態のエアバランス装置の作動について説明する。まず、主弁１０の作動について説明すると、導入通路６４から、手動開閉弁６５ａ、伸縮配管６５ｂ、導入ポート３６を介して調圧ピストン室３０に制御圧が導入される。この制御圧の作用を受けて、調圧ピストン２６、ステム３４を介して給気弁体１８が摺動して、給気室１６と調圧室１２とを連通する。
【００２１】よって、圧力源１４から給気室１６、調圧室１２を介してシリンダ２の作用室４に圧縮空気が供給されて、作用室４内の空気圧が増加する。作用室４内の空気圧の増加と共に、調圧室１２に連通した制御室２８の空気圧も増加し、調圧ピストン２６に調圧ピストン室３０の制御圧の作用力に対向する作用力が働く。
【００２２】一方、導入通路６４の制御圧が低下して、調圧ピストン室３０の圧力が低下すると、制御室２８の空気圧の作用を受けて、調圧ピストン２６、ステム３４を介して排気弁体２２が摺動して、調圧室１２と排気室２０とを連通する。作用室４から調圧室１２、排気室２０、パイロット開閉弁１７、絞り１９を介して排気され、作用室４内の空気圧が減少する。
【００２３】調圧ピストン室３０の制御圧による作用力が制御室２８の空気圧による作用力を上回るときには、給気弁体１８を摺動して、給気室１６と調圧室１２とを連通して、作用室８の空気圧を増加させる。また、制御室２８の空気圧による作用力が調圧ピストン室３０の制御圧による作用力を上回ると、排気弁体２２を摺動して、調圧室１２と排気室２０とを連通して、作用室８の空気圧を減少させる。
【００２４】調圧ピストン２６に作用する調圧ピストン室３０の制御圧の作用力と、制御室２８の空気圧の作用力とが釣り合うと、給気弁体１８及び排気弁体２２により調圧室１２と給気室１６及び排気室２０との連通が遮断される。これにより、導入通路６４、調圧ピストン室３０、制御室２８、作用室４の各圧力がほぼ等しくなるように主弁１０により制御される。
【００２５】そして、被搬送体１を吊り下げる前に、付勢部材８４の付勢力を調整して、荷重が加わらない状態でバランスさせる。調整は、ねじ部材８２を回転させて、付勢部材８４の付勢力を増減させて行なう。付勢力により、梃子部材４８には、支点ピン５０の廻りに回転力が作用する。また、梃子部材４８には、反力室７８に導入通路６４から導入される制御圧により、押圧棒８０を介して支点ピン５０の廻りに逆方向の回転力が作用する。
【００２６】付勢部材８４の付勢力と反力室７８内圧力による作用力とが釣り合ったときに、梃子部材４８の揺動が停止する。この状態で、制御弁６０の制御弁体６６による給気室６２と導入通路６４との連通の開度も定まる。付勢力を調整して制御弁体６６を移動させ、給気室６２と排気室６３との連通開度を調整して、圧力源１４、伸縮配管７１ｂ、チェック弁７１ａ、伸縮配管６９、チェック弁６８、可変絞り６７を介して導入通路６４に導入される圧縮空気の圧力を調整する。制御弁６０からの排気量が多いときには、可変絞り６７を調整する。尚、可変絞り６７は固定絞りであってもよい。
【００２７】導入通路６４の制御圧により調圧ピストン２６に作用する作用力と、制御室２８の空気圧により調圧ピストン２６に作用する作用力とが釣り合うように主弁１０が働き、導入通路６４、反力室７８、調圧ピストン室３０、制御室２８、作用室８内のそれぞれの圧力がほぼ等しくなる。作用室４内の空気圧による作用力と、ピストンロッド４４に吊り下げている支持部材４６、梃子部材４８等の重量とが吊り合った状態にする。
【００２８】この状態で、レバー部材５２を持ち上げれば、制御弁体６６が移動して、給気室６２と排気室６３との連通開度を減少させて、導入通路６４の制御圧が上昇する。よって、主弁１０を介して作用室４の圧力が上昇し、支持部材４６等を持ち上げる。
【００２９】レバー部材５２を押し下げれば、制御弁体６６が移動して、給気室６２と排気室６３との連通開度を増加させて、導入通路６４の制御圧が低下する。よって、主弁１０を介して作用室４の圧力が低下し、支持部材４６等を下降させる。レバー部材５２から手を離せば、付勢部材８４の付勢力と、反力室７８内圧力による作用力とが吊り合うように梃子部材４８が揺動し、バランス状態となる。
【００３０】前述した状態に調整した後、次に、置いてある被搬送体１にフック５８を掛けて、レバー部材５２を上方に揺動させると、制御弁体６６が摺動されて、給気室６２と排気室６３との連通開度が小さくなる。よって、調圧ピストン室３０に導入される制御圧が上昇する。
【００３１】これにより、調圧ピストン２６、ステム３４を介して給気弁体１８が摺動されて、圧力源１４から給気室１６、調圧室１２を介して、作用室８に圧縮空気が供給される。作用室８内の空気圧が上昇すると、ピストン６への作用力が増加して、被搬送体１が吊り上げられる。
【００３２】導入通路６４の制御圧は、反力室７８に導入され、制御圧に応じた作用力が、押圧棒８０を介して梃子部材４８に作用する。レバー部材５２に、この作用力が反力として作用し、使用者は、被搬送体１の吊上げと共に、反力を感じる。被搬送体１を所定の高さまで吊り上げた後、レバー部材５２を離すと、反力室７８に導入される制御圧に応じて、押圧棒８０を介して梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに付勢部材８４の付勢力に抗して揺動する。よって、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が大きくなり、導入通路６４の制御圧が低下する。
【００３３】ピストン６の受圧面積をＡ、ダイヤフラム７６の受圧面積をＢ、被搬送体１の重量をＷ、制御圧をＰとすると、シリンダ２により被搬送体１が吊り上げられて、バランスした状態となったときには、下記式が成立する。ここで、ａは支点ピン５０と被搬送体１との距離、ｂは支点ピン５０と押圧棒８０との距離である。
【００３４】Ｗ＝Ｐ×ＡＰ×Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ｐ×Ａよって、下記式が導かれる。
Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ａ従って、両受圧面積Ａ，Ｂが等しくないので、上記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。
【００３５】前述したように、梃子部材４８には、この支点ピン５０の廻りに、反力室７８の制御圧による作用力と、これとは逆方向の被搬送体１の荷重Ｗによる作用力と、が作用する。制御圧により作用力の方が大きいときには、梃子部材４８が支点ピン５０の廻りに揺動されて、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が大きくなり、導入通路６４の制御圧が減少する。荷重Ｗによる作用力の方が大きいときには、逆方向に梃子部材４８が揺動されて、制御弁体６６が移動され、給気室６２と排気室６３との連通開度が小さくなり、導入通路６４の制御圧が増加する。
【００３６】両作用力が吊り合ったときには、下記式が成立し、梃子部材４８の揺動が停止する。
Ｐ×Ｂ＝（ａ／ｂ）×Ｗこのときの制御圧Ｐと作用室８内の圧力とが主弁１０により同じになるように制御され、被搬送体１がシリンダ２により吊下げられた状態でバランスする。
【００３７】一方、レバー部材５２を押し下げた場合には、導入通路６４の制御圧が低下するので、被搬送体１は自重で降下する。そして、レバー部材５２から手を離すと、前述したと同様に、バランス状態となる。本実施形態では、レバー部材５２を操作して、被搬送体１の昇降を行わせるので、レバー部材５２の長さαを長くすることにより、軽い力で操作できる。
【００３８】図２（ロ）に示すように、シリンダ２と支持部材４６との間にレバー９０を設け、シリンダ２のロッド４４の移動を増速する増速機構として構成してもよい。その際にも、前述したと同様に、下記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。
【００３９】Ｂ＝（ａ／ｂ）×（Ｘ／Ｙ）×Ａまた、図３に示すように、増速機構にねじ機構９２を用い、ドラム９４にワイヤ９６を巻き付けて被搬送体１を吊り下げてもよい。この場合も、前述したと同様に、下記式が成立するように、ねじ軸５４を回転させて、支点ピン５０と被搬送体１との距離ａを予め調整する。ここで、Ｌはねじのリード、Ｄはドラムピッチ径である。
【００４０】Ｂ＝（Ｌ／πＤ）×（ａ／ｂ）×Ａ一方、本実施形態では、配管の破損による被搬送体１の急激な降下を防止するために、以下のような機構を設けている。まず、伸縮配管６５ｂが破損したときの調圧ピストン室３０側の圧力低下と、被搬送体１の下降時の圧力低下を判別するため、可変絞り６７を調整する。レバー部材５２を押し下げて被搬送体１を下降させるときの圧力低下よりも、伸縮配管６５ｂの破損時の圧力低下の方がより低圧になるように可変絞り６７を調整する。これにより、破損時にはパイロット開閉弁１７が閉弁して、被搬送体１の降下を防止する。
【００４１】また、伸縮配管７１ｂが破損したときには、チェック弁７１ａにより、伸縮配管６９が破損したときには、チェック弁６８により、被搬送体１の急激な降下を防止している。即ち、反力室７８の圧力が低下するので、給気室６２は遮断され、調圧ピストン室３０の圧力の低下を防止する。
【００４２】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のエアバランス装置は、梃子部材に被搬送体を吊り下げるので、反力機構は小型でよく、装置が小型化され、被搬送体の重量に応じて吊り下げ位置を変えればよいので製造が容易であり、梃子部材を揺動させて昇降させることができるので操作も容易であるという効果を奏する。
【００４４】また、シリンダのパッキン類の摺動抵抗の影響が少ないので、操作が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエアバランス装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の応用例を示す説明図である。
【図３】本実施形態の増速機構への応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…被搬送体 ２…シリンダ
３…台車 ４…シリンダチューブ
４…作用室 ６…ピストン
８…作用室 １０…主弁
１２…調圧室 １４…圧力源
１６…給気室 １８…給気弁体
２０…排気室 ２２…排気弁体
２６…調圧ピストン
２８…制御室 ３０…調圧ピストン室
３４…ステム ３６…導入ポート
３８…パイロット流路
４６…支持部材 ４８…梃子部材
５０…支点ピン ５２…レバー部材
６０…制御弁 ６４…導入通路
７２…反力機構 ７８…反力室
８０…押圧棒 ８４…付勢部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被搬送体を吊下げたシリンダへの供給圧を、導入する制御圧に応じて前記被搬送体の荷重に拮抗する圧力に調圧する圧力調整回路を備えたエアバランス装置において、前記シリンダに吊下げた支持部材に梃子部材を揺動可能に支持すると共に、該梃子部材に前記被搬送体を吊下げ、また、前記梃子部材の揺動により開閉して前記制御圧を増減させる制御弁を前記支持部材に設け、かつ、前記制御圧の導入により前記梃子部材を前記被搬送体の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構を前記支持部材に設けると共に、前記反力機構による前記梃子部材の揺動に抗する方向に前記梃子部材を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするエアバランス装置。
【請求項２】 前記梃子部材にねじ軸の回転により移動台を移動する移動機構を設け、前記移動台に前記被搬送体を吊下げ位置調整可能に吊下げたことを特徴とする請求項１記載のエアバランス装置。
【請求項３】 前記圧力調整回路は、導入される制御圧と前記シリンダの作用室内圧との圧力差に応じて調圧ピストンを摺動させて弁体を移動し、前記作用室を圧力源に接続または大気中に開放して、前記作用室への圧力を調圧する主弁を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエアバランス装置。
【請求項１】 被搬送体を吊下げたシリンダへの供給圧を、導入する制御圧に応じて前記被搬送体の荷重に拮抗する圧力に調圧する圧力調整回路を備えたエアバランス装置において、前記シリンダに吊下げた支持部材に梃子部材を揺動可能に支持すると共に、該梃子部材に前記被搬送体を吊下げ、また、前記梃子部材の揺動により開閉して前記制御圧を増減させる制御弁を前記支持部材に設け、かつ、前記制御圧の導入により前記梃子部材を前記被搬送体の荷重に抗する方向に揺動させる反力機構を前記支持部材に設けると共に、前記反力機構による前記梃子部材の揺動に抗する方向に前記梃子部材を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするエアバランス装置。
【請求項２】 前記梃子部材にねじ軸の回転により移動台を移動する移動機構を設け、前記移動台に前記被搬送体を吊下げ位置調整可能に吊下げたことを特徴とする請求項１記載のエアバランス装置。
【請求項３】 前記圧力調整回路は、導入される制御圧と前記シリンダの作用室内圧との圧力差に応じて調圧ピストンを摺動させて弁体を移動し、前記作用室を圧力源に接続または大気中に開放して、前記作用室への圧力を調圧する主弁を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエアバランス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００１−１５８６００（Ｐ２００１−１５８６００Ａ）
【公開日】平成１３年６月１２日（２００１．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３４４８３６
【出願日】平成１１年１２月３日（１９９９．１２．３）
【出願人】（３９３０３０４９７）有限会社ヒロタカエンジニアリング (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年６月１２日（２００１．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１２月３日（１９９９．１２．３）
【出願人】（３９３０３０４９７）有限会社ヒロタカエンジニアリング (3)
【Ｆターム（参考）】
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