ガススプリング式バランサ
【課題】 ガススプリング式バランサにおいて、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節可能とし、バランサの汎用性を高めること。
【解決手段】 ガススプリング式バランサは、充填された圧縮ガスによりロッド部材１４を本体ケース１２から進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリング１１と、ガススプリングのガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有するシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧するピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構５５とを設けた。
【解決手段】 ガススプリング式バランサは、充填された圧縮ガスによりロッド部材１４を本体ケース１２から進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリング１１と、ガススプリングのガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有するシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧するピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構５５とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プル型又はプッシュ型のガススプリングを組み込んだガススプリング式バランサに関し、特に圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節可能にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大重量の製品を製造したり、取り扱ったりする工場等において、大重量の物体を持ち上げて移動させる際に天井クレーン等のフックに連結して物体を吊持するバランサであって、容易に着脱することができ且つ物体を搬送して所定位置に位置決めする際に人手により物体の位置を容易に微調整することができるバランサが種々の文献に提案されている。
【０００３】
ここで、上記のバランサは物体の重量と等しい付勢力を発生させる本体部と、フック等に連結される上下１対の吊りピース等を備えており、この種のバランサでは、圧縮ガスや加圧エアや油圧により付勢力を発生させるように構成されている。
【０００４】
例えば、特許文献１のバランサ装置においては、外部の装置から供給される流体圧（加圧エア又は油圧）が導入される複動型の伸縮シリンダによりバランス用の付勢力を発生させ、伸縮シリンダの外筒に対するピストンロッドの伸長動作を禁止するロック手段を、伸縮シリンダを覆うテレスコピック形のケース部材に設け、伸長動作を禁止した状態で重量物を安全に搬送移動させ、搬送移動後にロック手段によるロックを解除し、バランサ装置を機能させるように構成してある。
【０００５】
特許文献２に記載の重量自動感知バランス吊上装置においては、物体を吊持可能な複動型のエアシリンダと、このエアシリンダのエア作動室のエア圧を調節する調圧弁を含むエア回路を設け、物体の重量に応じたエア圧となるようにエア作動室のエア圧を調節し、物体の重量にバランスする付勢力を発生させる。特許文献３のエアバランサも、特許文献２のバランス吊上装置とほぼ同様の構成のものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６５１００号公報
【特許文献２】特開平７−１０１７００号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のバランサ装置においては、外部のエア供給源や油圧供給源から伸縮シリンダにエアや油圧供給用のホース等を接続し、伸縮シリンダに供給される加圧エアや油圧を調節することで付勢力を調節するため装置が大型化する。
さらに、ホース等を接続した状態でバランサ装置を使用することになり、ホースを処理するホースハンドリングが面倒になる。特許文献２，３のバランサ装置の場合も、上記の問題が残されている。
【０００８】
また、予め圧縮ガスをガス作動室に充填封入しておき、この圧縮ガスを圧縮させたときのガス圧により付勢力を発生させる構造のガススプリング式のバランサの場合、バランサの使用時に外部のガス供給源に接続しないため前記ホースは不要となる。
圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型のガススプリング式のバランサでは、物体を吊持するとロッド部材が直ちに本体ケースに対して僅かに退入移動し、ガス作動室内の圧縮ガスによる付勢力と物体の重量とが等しいバランス状態になる。
【０００９】
しかし、このバランサにおいては、ガススプリングに充填された圧縮ガスのガス圧に応じて最大付勢力が決まる。即ち、物体を吊持し、その重量に応じてロッド部材が退入移動し、ストローク限界まで退入移動したときに、圧縮ガスのガス圧が最大圧になり、この付勢力が最大付勢力となる。
従来のこの種の圧縮ガス封入型バランサにおいては、圧縮ガスの充填量を変更することなく、最大付勢力を増減調節することはできなかったので、バランサの汎用性を高めることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、ガススプリング式バランサにおいて、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節可能とし、バランサの汎用性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のガススプリング式バランサは、物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサにおいて、圧縮ガスが充填されたガススプリングと、前記ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、前記シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、前記ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、前記ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このガススプリング式バランサでは、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、シリンダ部材のシリンダ室内の圧縮ガスのガス圧が調節され、これに伴って、ガススプリングのガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が調節される。それ故、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。
【００１３】
請求項２のガススプリング式バランサは、請求項１の発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであること特徴とする。
【００１４】
請求項３のガススプリング式バランサは、請求項１の発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部材を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のガススプリング式バランサは、請求項１〜３の何れかの発明において、前記ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５のガススプリング式バランサは、請求項４の発明において、前記操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６のガススプリング式バランサは、請求項５の発明において、前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７のガススプリング式バランサは、請求項５の発明において、前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、圧縮ガスが充填されたガススプリングと、ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構とを備えたので、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。これにより、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合にも、物体の重量に合わせて最適な付勢力を発生させることができ、圧縮ガスによる付勢力と物体の重量とが等しいバランス状態に保持することができる。それ故、バランサの汎用性が高まる。
【００２０】
しかも、ピストン部材の軸心方向位置を変更してガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する構造であるから、圧縮ガスの供給用のホースとそのホースハンドリングも不要となるうえ、圧縮ガスのガス圧も高くすることができるため、小型の装置となる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、ガススプリングは、本体ケースとロッド部材とガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであるので、プル型ガススプリングにおいて請求項１の効果が得られる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、ガススプリングは、本体ケースとロッド部とガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであるので、プッシュ型ガススプリングにおいて請求項１の効果が得られる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたので、操作軸部材を回転させることで最大付勢力の増減調節を簡単に行うことができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたので、操作軸部材の工具係合部に工具の先端部を嵌合させた状態で操作を行うことで、最大付勢力を簡単に調節することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたので、作業者は圧力計を視ながら操作軸部材の操作を行うことで、圧縮ガスのガス圧を所望のガス圧に簡単に調節することができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたので、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる付勢力よりも軽い物体を吊持する場合に、ガス放出弁を介してガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出することで、ガス作動室の圧縮ガスの充填量を簡単に確実に減少させて圧縮ガスによる付勢力を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１に示すように、建物の天井側に設置される天井クレーン１（これが吊持手段に相当する）は、運転部２と本体３とトロリ４とワイヤー５とフック６等を有し、トロリ４から下方へ延びるワイヤー５の下端に上側フック６（これが吊持部に相当する）が設けられ、大重量の物体９はロープ８で支持され、ロープ８の上端に下側フック７が設けられ、上側フック６と下側フック７の間にガススプリング式バランサ１０が介装される。天井クレーン１により、ガススプリング式バランサ１０を介して、物体９が吊持された状態では、ガススプリングの圧縮ガスにより物体９の重量と等しい付勢力が発生するまで、ガススプリング式バランサ１０のロッド部１６が僅かに退入して圧縮ガスのガス圧が自動的に調整され、上記付勢力と物体９の重量がバランス状態になる。
【００２９】
次に、ガススプリング式バランサ１０について図面に基づいて説明する。
図２、図３に示すように、このガススプリング式バランサ１０は、圧縮ガスが充填されたプッシュ型ガススプリング１１と、第１の吊りピース４４と、第２の吊りピース４５と、枠体３０と、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有する２つのシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧する２つのピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為にピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能な２つのピストン位置調節機構５５とを備えている。
【００３０】
プッシュ型ガススプリング１１は、本体ケース１２と、ロッド部材１４と、ガス作動室１３とを有する。ロッド部材１４は、ピストン部１５と、本体ケース１２に装着され本体ケース１２のロッド側端壁部１９を挿通して外部へ延びるロッド部１６を有する。ガス作動室１３は、本体ケース１２内に本体ケース１２とロッド部材１４とで区画され、ガス作動室１３には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。
プッシュ型ガススプリング１１のロッド部材１４は、圧縮ガスにより本体ケース１２から進出する方向へ付勢されている。
【００３１】
本体ケース１２は、シリンダ本体１７と、シリンダ本体１７の上部と下部を夫々塞ぐヘッド側端壁部１８とロッド側端壁部１９とで構成されている。シリンダ本体１７の上端部に、ヘッド側端壁部１８が溶接接合され、下端部にロッド側端壁部１９が環状リング２１を介して内嵌固定されている。ヘッド側端壁部１８の上端部は２本のボルトにより第３板部材３５の下端面の中央部分に強固に固定されている。ロッド側端壁部１９には貫通孔１９ａが設けられ、この貫通孔１９ａにロッド部材１４のロッド部１６が上下方向へ摺動自在に挿通されている。
【００３２】
ガス作動室１３は、本体ケース１２内部に本体ケース１２とロッド部材１５とで形成され、このガス作動室１３に圧縮ガスが充填封入されている。このガス作動室１３内へは、ヘッド側端壁部１８と第３板部材３５の連結部分に装着されたガス充填バルブ３８と、ガス充填孔３９を介して、圧縮ガスが充填される。ガス作動室１３内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌが少量収容されている。
【００３３】
第３板部材３５は平面視にて８角形状に形成され、第３板部材３５の下端面の左右両端部分には、２つのシリンダ部材５０が４本のボルト５１により夫々強固に固定されている。第３板部材３５の内部には左右方向に延びるガス通路３５ａが設けられ、このガス通路３５ａの上流側（右端部）には、圧縮ガスを導入する為のガスチャージ弁を組み込んだガス導入口３７が設けられている。
【００３４】
ロッド部１６はシリンダ本体１７の下方へ、ロッド側端壁部１９を挿通して外部へ延び、ロッド部１６の先端面が第１板部材３３の上面に当接している。ロッド側端壁部１９を形成するスリーブ体２０の内周部には、ロッド部１６との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材２２ａが装着され、スリーブ体２０の外周部には、スリーブ体２０とシリンダ本体１７との間をガス密にシールする環状シール部材２２ｂが装着されている。環状シール部材２２ａの下方にはロッド部材を上下方向にガイドするロッドガイドリング２３とダストシール２４が装着されている。
【００３５】
前記枠体３０は、第１の枠体３１と、第２の枠体３２とで、ガススプリング１１の長さ方向に伸縮可能に構成され、枠体３０にはプッシュ型ガススプリング１１が組み込まれている。ガススプリング１１の一端側にガススプリング１１側から順にガススプリング１１の軸心と直交状に第１，第２板部材３３，３４が配設され、ガススプリング１１の他端側にガススプリング１１側から順にガススプリング１１の軸心と直交状に第３，第４板部材３５，３６が配設される。ガススプリング１１は、第１，第３板部材３３，３５間に圧縮状態に介装され、本体ケース１２が第３板部材３５の下面に当接し、ロッド部材１４の先端が第１板部材３３に当接している。
【００３６】
第１の枠体３１は、第１板部材３３と、第４板部材３６と、第３板部材３５を摺動自在に挿通して第１，第４板部材３３，３６を連結する４本の第１タイロッド４２とで構成されている。第２の枠体３２は、第２板部材３４と、第３板部材３５と、第１板部材３３を摺動自在に挿通して第２，第３板部材３４，３５を連結する４本の第２タイロッド４３とで構成されている。
【００３７】
第１タイロッド４２は第３板部材３５の挿通孔を摺動自在に挿通し、各タイロッド４２の下端小径部４２ａが第１板部材３３の孔に挿入されてナット４６により固定され、各タイロッド４２の上端小径部４２ｂが第４板部材３６の孔に挿入されてナット４６により固定される。第２タイロッド４３は第１板部材３３の挿通孔をスライド自在に挿通され、各タイロッド４３の下端小径部４３ａが第２板部材３４の孔に挿入されてナット４７により固定され、各タイロッド４３の上端小径部が第３板部材３５の孔に挿入されてナットにより固定される。
【００３８】
第２板部材３４に第１の吊りピース４４の装着孔３４ａが設けられ、この装着孔３４ａに第１の吊りピース４４のボルト部が螺合されている。第４板部材３６に第２の吊りピース４５の装着孔３６ａが設けられ、この装着孔３６ａに第２の吊りピース４５のボルト部が螺合されている。第３板部材３５の左右端部分の下面には、２つのシリンダ部材５０の上端が夫々固定されている。
【００３９】
次に、シリンダ部材５０について説明する。
図３に示すように、シリンダ部材５０の内部には、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２が設けられ、シリンダ室５２には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。シリンダ部材５０の上端部分には、シリンダ室５２と連通するガス充填孔５３が設けられ、このシリンダ室５２内へは、ガス通路３５ａと、シリンダ部材５０と第３板部材３５の連結部分に装着されたガス充填バルブ４０と、ガス充填孔５３を介して、圧縮ガスが充填される。シリンダ室５２内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌが少量収容されている。
【００４０】
シリンダ部材５０の下端部分にはシリンダ室５２と連通するネジ孔５０ａが設けられ、このネジ孔５０ａに操作軸部材５６が螺合されている。操作軸部材５６の上端には、鋼球５７を介してピストン部材５４が固定され、操作軸部材５６を回動させてピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更できるように構成されている。操作軸部材５６は、ピストン部材５４に作用する圧縮ガスの力を支持可能に構成されている。尚、操作軸部材５６と鋼球５７がピストン位置調節機構５５に相当する。
【００４１】
操作軸部材５６の外端部には、電動ドライバー（図示略）の先端部が嵌合される六角形の工具係合部５６ａが形成されている。ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体９を吊持する場合、電動ドライバーの先端部を操作軸部材５６の工具係合部５６ａに嵌合させてから、操作軸部材５６を回転させてピストン部材５４を上方へ移動させると、シリンダ室５２内のガス圧が高められ、これに伴って、ガス作動室１３内のガス圧が高まり圧縮ガスによる最大付勢力が向上する。
【００４２】
図２に示すように、左側のシリンダ部材５０の上端部の前面には、ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計４８が設けられている。右側のシリンダ部材５０の上端部の前面には、ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁４９が設けられている。圧縮ガスによる付勢力よりも軽い重量の物体９を吊持する場合、ガス放出弁４９を介してガス作動室１３の圧縮ガスを放出させて、ガス作動室１３内のガス圧を低下させて圧縮ガスによる付勢力を低下させる。
【００４３】
次に、圧縮ガスのガス圧調節を行わない場合と、１つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う場合と、２つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う場合の付勢力の変化について説明する。
図４は、ガススプリング１１のロッド部材１４のみハーフストローク移動させた場合と、ガススプリング１１のロッド部材１４と１つのシリンダ部材５０のピストン部５４をハーフストローク移動させた場合と、ガススプリング１１のロッド部材１４と２つのシリンダ部材５０のピストン部５４をハーフストローク移動させた場合の付勢力の変化を示す線図である。
【００４４】
図４に示すように、例えば、圧縮ガスの充填圧力が７ＭＰａのとき、ガススプリング１１の圧縮ガスのみを圧縮させた場合約３５０ｋｇｆの付勢力が作用し、ガススプリング１１と１つのシリンダ部材５０の圧縮ガスを圧縮させた場合約４３０ｋｇｆの付勢力が作用し、ガススプリング１１と２つのシリンダ部材５０の圧縮ガスを圧縮させた場合約５６０ｋｇｆの付勢力が作用する。これにより、圧縮ガスのガス圧調節を行わない場合よりも、１つのシリンダ部材５０により圧縮ガスのガス圧調節を行う場合、さらに、２つのシリンダ部材５０により圧縮ガスのガス圧調節を行う場合の方が高い付勢力が得られ、より重い物体９をバランス状態に保持することが可能となることが分かる。さらに、ガススプリング１１とシリンダ部材５０の圧縮ガスの充填圧力を夫々増加させることで、上記の場合の付勢力が夫々増加する。
【００４５】
次に、ガススプリング式バランサ１０の作用、効果について説明する。
天井クレーン１の上側フック６が第２の吊りピース４５に係合され、物体９側の下側フック７が第１の吊りピース４４に係合され、天井クレーン１により、バランサ１０を介して物体を吊持可能にする。天井クレーン１によりバランサ１０を介して物体９を吊持すると、物体９はガスバランサ１０を介して吊持され、枠体３０を介してガススプリング１１のロッド部材１４に物体９の重量が作用するため、ロッド部材１４が本体ケース１７に対して僅かに退入移動し、圧縮ガスによる付勢力と物体９の重量とが等しいバランス状態になる。
【００４６】
ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合、１つ又は２つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う。電動ドライバーの先端部を操作軸部材５６の工具係合部５６ａに嵌合させてから、操作軸部材５６を回転させてピストン部５４を上方に移動させると、シリンダ室５２内のガス圧が高められる。
これに伴って、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧が高められ、圧縮ガスによる最大付勢力が向上する。
【００４７】
このように、圧縮ガスが充填されたガススプリング１１と、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有するシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧するピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構５５とを備えたので、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。これにより、ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体９を吊持する場合にも、物体９の重量に合わせて最適な付勢力を発生させることができ、圧縮ガスによる付勢力と物体９の重量とが等しいバランス状態に保持することができる。それ故、ガススプリング式バランサ１０の汎用性が高まる。
【００４８】
しかも、ピストン部材５４の軸心方向位置を変更してガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する構造であるから、圧縮ガスの供給用のホースとそのホースハンドリングも不要となるうえ、圧縮ガスのガス圧も高くすることができるため、小型の装置となる。
【００４９】
ピストン位置調節機構５５は、シリンダ部材５０に螺合されてピストン部材５４に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材５６を備えたので、操作軸部材５６を回転させることで最大付勢力の増減調節を簡単に行うことができる。操作軸部材５６の外端部に、六角形の工具係合部５６ａが形成されたので、操作軸部材５６の工具係合部５６ａに電動ドライバーの先端部を嵌合させた状態で操作を行うことで、最大付勢力を簡単に調節することができる。
【００５０】
ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計４８が設けられたので、作業者は圧力計４８を視ながら操作軸部材５６の操作を行うことで、圧縮ガスのガス圧を所望のガス圧に簡単に調節することができる。ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁４９を設けたので、圧縮ガスによる付勢力よりも軽い物体９を吊持する場合に、ガス放出弁４９を介してガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出することで、ガス作動室１３の圧縮ガスの充填量を簡単に確実に減少させて圧縮ガスによる付勢力を低下させることができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、実施例２のガススプリング式バランサ１０Ａについて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
図５に示すように、ガススプリング式バランサ１０Ａは、プル型ガススプリング６０と第１の吊りピース７７と、第２の吊りピース７８と、２つのシリンダ部材５０と、２つのピストン部材５４と、２つのピストン位置調節機構５５とを備えている。
【００５２】
プル型ガススプリング６０は、本体ケース６１とロッド部材６３とガス作動室６２とを有する。ロッド部材６３は、ピストン部６４と、延長部６４ａと、ロッド部６５とを有する。ピストン部６４には環状のシール部材７７が装着されている。
【００５３】
ピストン部６４は、本体ケース６１のシリンダ孔７６に摺動自在に装着され、ロッド部６５はピストン部６４から下方へ延び本体ケース６１のロッド側端壁部６９を挿通して外部へ延びている。ガス作動室６２は、シリンダ孔７６内に本体ケース６１とロッド部材６３とで区画され、このガス作動室６２には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。このガススプリング６０は、圧縮ガスによりロッド部材６３を本体ケース６１に対して退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングである。尚、ガス作動室６２に充填封入された圧縮ガスのガス圧は、物体９の重量を支持可能なガス圧と等しいか又はそれよりも僅かに低いガス圧に設定しておくことが望ましい。
【００５４】
本体ケース６１は、円筒部材６６と、円筒部材６６の上部と下部を夫々塞ぐヘッド側端壁部６８とロッド側端壁部６９と、本体ケース６１内部においてシリンダ孔７６の周壁を形成する周壁部材６７等で構成されている。円筒部材６６の上端部よりも下側には、第３板部材３５が貫通した状態で強固に固定されている。円筒部材６６の上端部にはヘッド側端壁部６８が螺合され、下端部にはロッド側端壁部６９が螺合されている。円筒部材６６の上部には、円筒部材６６とピストン部６４の延長部６４ａで区画された空間を大気解放する呼吸孔２７が設けられている。
【００５５】
ヘッド側端壁部６８の軸心付近部には第１の吊りピース７７の取付孔６８ａが設けられ、その取付孔６８ａに第１の吊りピース７７のボルト部が螺合されている。円筒部材６６に対してロッド部材６３が最大限退入した状態では、延長部６４ａの上端面がヘッド側端壁部６８の下端面に当接される。ロッド側端壁部６９の中心側部分には貫通孔６９ａが形成され、ロッド部材６３のロッド部６５が上下方向へ移動自在に挿通される。ロッド側端壁部６９の上端面には、周壁部材６７とスリーブ体７０の下端面が当接される。
【００５６】
周壁部材６７は、円筒部材６６より小径の筒状に形成され、円筒部材６６に内嵌されて円筒部材６６に例えば接着剤で強力に接着されている。周壁部材６７の上端部には、ロッド部材６３が上限位置に達して延長部６４ａの上端がヘッド側端壁部６８の下面に当接したときに、ピストン部６４を係止する環状の係止部６７ａが形成されている。
【００５７】
ロッド部材６３には、ピストン部６４から上方へ連なる延長部６４ａが形成され、この延長部６４ａは係止部６７ａを挿通して上方へ延びている。延長部６４ａの中心近傍部には、ガス作動室６２に連通したガス充填孔７５が形成され、このガス充填孔７５に圧縮ガス充填バルブ３８が設けられ、このガス充填バルブ３８を介してガス作動室６２に圧縮ガスが充填される。ガス作動室６２内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌを少量収容しておくことが望ましい。
【００５８】
ロッド部６５は、スリーブ体７０の内周面に摺動自在に挿通され、ロッド側端壁部６９を挿通してシリンダ孔７６の下方へ外部へ延びている。ロッド部６５の下端部分は段付き部を境にして小径に形成され、その先端部に第２の吊りピース７８が固着されている。
【００５９】
スリーブ体７０は、ガス作動室６２内を気密に保持する取り外し可能な環状の部材で、環状リング７１を介して周壁部材６７の下端部分に内嵌固定されている。スリーブ体７０の内周面には、ロッド部６５との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材７２ａが装着され、外周面にはスリーブ体７０と周壁部材６７との間をガス密にシールする環状シール部材７２ｂが装着されている。環状シール部材７２ａの下方には、ロッド部材６３を上下方向へ摺動自在にガイドするロッドガイドリング７３とダストシール７４が装着されている。
【００６０】
次に、このガススプリング式バランサ１０Ａの作用、効果について説明する。
実施例１のバランサ１０と同様に、天井クレーン１の上側フックが第１の吊りピース７７に係合され、物体９側の下側フックが第２の吊りピース７８に係合され、天井クレーン１により、バランサ１０Ａを介して物体を吊持可能にする。このバランサ１０Ａにおいては、プル型ガススプリング６０によりロッド部材６３が本体ケース６１へ退入させる方向へ付勢されているため、前記実施例１のバランサ１０とほぼ同様の作用、効果が得られる。
【００６１】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］実施例１，２において、シリンダ部材５０とピストン部材５４とピストン位置調節機構５５とを２組設けたが、１組又は２組以上設けることも可能である。
２］実施例１，２において、吊持手段は天井クレーン１に限らず、シブクレーンやクレーン車やロボット等の他の吊持手段であっても良い。
３］実施例１，２において、ガススプリング１１，６０は図示の状態とは上下反対に装着した構造でも良い。
【００６２】
４］実施例１において、タイロッド４２，４３が各々４本づつ有する枠体３０ではなく、１対のタイロッドで各々構成された枠体３０であっても良い。
５］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１に係るガススプリング式バランサの略全体図である。
【図２】ガススプリング式バランサの斜視図である。
【図３】ガススプリング式バランサの縦断面図である。
【図４】種々の圧縮状態における付勢力の変化を示す線図である。
【図５】実施例２に係るガススプリング式バランサの縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１０Ａ ガススプリング式バランサ
１１ プッシュ型ガススプリング
１２，６１ 本体ケース
１３，６２ ガス作動室
１６ ロッド部
４８ 圧力計
４９ ガス放出弁
５０ シリンダ部材
５４ ピストン部材
５５ ピストン位置調節機構
５６ 操作軸部材
５６ａ 工具係合部
６０ プル型ガススプリング
６３ ロッド部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プル型又はプッシュ型のガススプリングを組み込んだガススプリング式バランサに関し、特に圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節可能にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大重量の製品を製造したり、取り扱ったりする工場等において、大重量の物体を持ち上げて移動させる際に天井クレーン等のフックに連結して物体を吊持するバランサであって、容易に着脱することができ且つ物体を搬送して所定位置に位置決めする際に人手により物体の位置を容易に微調整することができるバランサが種々の文献に提案されている。
【０００３】
ここで、上記のバランサは物体の重量と等しい付勢力を発生させる本体部と、フック等に連結される上下１対の吊りピース等を備えており、この種のバランサでは、圧縮ガスや加圧エアや油圧により付勢力を発生させるように構成されている。
【０００４】
例えば、特許文献１のバランサ装置においては、外部の装置から供給される流体圧（加圧エア又は油圧）が導入される複動型の伸縮シリンダによりバランス用の付勢力を発生させ、伸縮シリンダの外筒に対するピストンロッドの伸長動作を禁止するロック手段を、伸縮シリンダを覆うテレスコピック形のケース部材に設け、伸長動作を禁止した状態で重量物を安全に搬送移動させ、搬送移動後にロック手段によるロックを解除し、バランサ装置を機能させるように構成してある。
【０００５】
特許文献２に記載の重量自動感知バランス吊上装置においては、物体を吊持可能な複動型のエアシリンダと、このエアシリンダのエア作動室のエア圧を調節する調圧弁を含むエア回路を設け、物体の重量に応じたエア圧となるようにエア作動室のエア圧を調節し、物体の重量にバランスする付勢力を発生させる。特許文献３のエアバランサも、特許文献２のバランス吊上装置とほぼ同様の構成のものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６５１００号公報
【特許文献２】特開平７−１０１７００号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のバランサ装置においては、外部のエア供給源や油圧供給源から伸縮シリンダにエアや油圧供給用のホース等を接続し、伸縮シリンダに供給される加圧エアや油圧を調節することで付勢力を調節するため装置が大型化する。
さらに、ホース等を接続した状態でバランサ装置を使用することになり、ホースを処理するホースハンドリングが面倒になる。特許文献２，３のバランサ装置の場合も、上記の問題が残されている。
【０００８】
また、予め圧縮ガスをガス作動室に充填封入しておき、この圧縮ガスを圧縮させたときのガス圧により付勢力を発生させる構造のガススプリング式のバランサの場合、バランサの使用時に外部のガス供給源に接続しないため前記ホースは不要となる。
圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型のガススプリング式のバランサでは、物体を吊持するとロッド部材が直ちに本体ケースに対して僅かに退入移動し、ガス作動室内の圧縮ガスによる付勢力と物体の重量とが等しいバランス状態になる。
【０００９】
しかし、このバランサにおいては、ガススプリングに充填された圧縮ガスのガス圧に応じて最大付勢力が決まる。即ち、物体を吊持し、その重量に応じてロッド部材が退入移動し、ストローク限界まで退入移動したときに、圧縮ガスのガス圧が最大圧になり、この付勢力が最大付勢力となる。
従来のこの種の圧縮ガス封入型バランサにおいては、圧縮ガスの充填量を変更することなく、最大付勢力を増減調節することはできなかったので、バランサの汎用性を高めることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、ガススプリング式バランサにおいて、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節可能とし、バランサの汎用性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のガススプリング式バランサは、物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサにおいて、圧縮ガスが充填されたガススプリングと、前記ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、前記シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、前記ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、前記ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このガススプリング式バランサでは、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、シリンダ部材のシリンダ室内の圧縮ガスのガス圧が調節され、これに伴って、ガススプリングのガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が調節される。それ故、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。
【００１３】
請求項２のガススプリング式バランサは、請求項１の発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであること特徴とする。
【００１４】
請求項３のガススプリング式バランサは、請求項１の発明において、前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部材を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のガススプリング式バランサは、請求項１〜３の何れかの発明において、前記ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５のガススプリング式バランサは、請求項４の発明において、前記操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６のガススプリング式バランサは、請求項５の発明において、前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７のガススプリング式バランサは、請求項５の発明において、前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、圧縮ガスが充填されたガススプリングと、ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構とを備えたので、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。これにより、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合にも、物体の重量に合わせて最適な付勢力を発生させることができ、圧縮ガスによる付勢力と物体の重量とが等しいバランス状態に保持することができる。それ故、バランサの汎用性が高まる。
【００２０】
しかも、ピストン部材の軸心方向位置を変更してガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する構造であるから、圧縮ガスの供給用のホースとそのホースハンドリングも不要となるうえ、圧縮ガスのガス圧も高くすることができるため、小型の装置となる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、ガススプリングは、本体ケースとロッド部材とガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであるので、プル型ガススプリングにおいて請求項１の効果が得られる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、ガススプリングは、本体ケースとロッド部とガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであるので、プッシュ型ガススプリングにおいて請求項１の効果が得られる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたので、操作軸部材を回転させることで最大付勢力の増減調節を簡単に行うことができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたので、操作軸部材の工具係合部に工具の先端部を嵌合させた状態で操作を行うことで、最大付勢力を簡単に調節することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたので、作業者は圧力計を視ながら操作軸部材の操作を行うことで、圧縮ガスのガス圧を所望のガス圧に簡単に調節することができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたので、ガススプリングに充填された圧縮ガスによる付勢力よりも軽い物体を吊持する場合に、ガス放出弁を介してガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出することで、ガス作動室の圧縮ガスの充填量を簡単に確実に減少させて圧縮ガスによる付勢力を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１に示すように、建物の天井側に設置される天井クレーン１（これが吊持手段に相当する）は、運転部２と本体３とトロリ４とワイヤー５とフック６等を有し、トロリ４から下方へ延びるワイヤー５の下端に上側フック６（これが吊持部に相当する）が設けられ、大重量の物体９はロープ８で支持され、ロープ８の上端に下側フック７が設けられ、上側フック６と下側フック７の間にガススプリング式バランサ１０が介装される。天井クレーン１により、ガススプリング式バランサ１０を介して、物体９が吊持された状態では、ガススプリングの圧縮ガスにより物体９の重量と等しい付勢力が発生するまで、ガススプリング式バランサ１０のロッド部１６が僅かに退入して圧縮ガスのガス圧が自動的に調整され、上記付勢力と物体９の重量がバランス状態になる。
【００２９】
次に、ガススプリング式バランサ１０について図面に基づいて説明する。
図２、図３に示すように、このガススプリング式バランサ１０は、圧縮ガスが充填されたプッシュ型ガススプリング１１と、第１の吊りピース４４と、第２の吊りピース４５と、枠体３０と、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有する２つのシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧する２つのピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為にピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能な２つのピストン位置調節機構５５とを備えている。
【００３０】
プッシュ型ガススプリング１１は、本体ケース１２と、ロッド部材１４と、ガス作動室１３とを有する。ロッド部材１４は、ピストン部１５と、本体ケース１２に装着され本体ケース１２のロッド側端壁部１９を挿通して外部へ延びるロッド部１６を有する。ガス作動室１３は、本体ケース１２内に本体ケース１２とロッド部材１４とで区画され、ガス作動室１３には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。
プッシュ型ガススプリング１１のロッド部材１４は、圧縮ガスにより本体ケース１２から進出する方向へ付勢されている。
【００３１】
本体ケース１２は、シリンダ本体１７と、シリンダ本体１７の上部と下部を夫々塞ぐヘッド側端壁部１８とロッド側端壁部１９とで構成されている。シリンダ本体１７の上端部に、ヘッド側端壁部１８が溶接接合され、下端部にロッド側端壁部１９が環状リング２１を介して内嵌固定されている。ヘッド側端壁部１８の上端部は２本のボルトにより第３板部材３５の下端面の中央部分に強固に固定されている。ロッド側端壁部１９には貫通孔１９ａが設けられ、この貫通孔１９ａにロッド部材１４のロッド部１６が上下方向へ摺動自在に挿通されている。
【００３２】
ガス作動室１３は、本体ケース１２内部に本体ケース１２とロッド部材１５とで形成され、このガス作動室１３に圧縮ガスが充填封入されている。このガス作動室１３内へは、ヘッド側端壁部１８と第３板部材３５の連結部分に装着されたガス充填バルブ３８と、ガス充填孔３９を介して、圧縮ガスが充填される。ガス作動室１３内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌが少量収容されている。
【００３３】
第３板部材３５は平面視にて８角形状に形成され、第３板部材３５の下端面の左右両端部分には、２つのシリンダ部材５０が４本のボルト５１により夫々強固に固定されている。第３板部材３５の内部には左右方向に延びるガス通路３５ａが設けられ、このガス通路３５ａの上流側（右端部）には、圧縮ガスを導入する為のガスチャージ弁を組み込んだガス導入口３７が設けられている。
【００３４】
ロッド部１６はシリンダ本体１７の下方へ、ロッド側端壁部１９を挿通して外部へ延び、ロッド部１６の先端面が第１板部材３３の上面に当接している。ロッド側端壁部１９を形成するスリーブ体２０の内周部には、ロッド部１６との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材２２ａが装着され、スリーブ体２０の外周部には、スリーブ体２０とシリンダ本体１７との間をガス密にシールする環状シール部材２２ｂが装着されている。環状シール部材２２ａの下方にはロッド部材を上下方向にガイドするロッドガイドリング２３とダストシール２４が装着されている。
【００３５】
前記枠体３０は、第１の枠体３１と、第２の枠体３２とで、ガススプリング１１の長さ方向に伸縮可能に構成され、枠体３０にはプッシュ型ガススプリング１１が組み込まれている。ガススプリング１１の一端側にガススプリング１１側から順にガススプリング１１の軸心と直交状に第１，第２板部材３３，３４が配設され、ガススプリング１１の他端側にガススプリング１１側から順にガススプリング１１の軸心と直交状に第３，第４板部材３５，３６が配設される。ガススプリング１１は、第１，第３板部材３３，３５間に圧縮状態に介装され、本体ケース１２が第３板部材３５の下面に当接し、ロッド部材１４の先端が第１板部材３３に当接している。
【００３６】
第１の枠体３１は、第１板部材３３と、第４板部材３６と、第３板部材３５を摺動自在に挿通して第１，第４板部材３３，３６を連結する４本の第１タイロッド４２とで構成されている。第２の枠体３２は、第２板部材３４と、第３板部材３５と、第１板部材３３を摺動自在に挿通して第２，第３板部材３４，３５を連結する４本の第２タイロッド４３とで構成されている。
【００３７】
第１タイロッド４２は第３板部材３５の挿通孔を摺動自在に挿通し、各タイロッド４２の下端小径部４２ａが第１板部材３３の孔に挿入されてナット４６により固定され、各タイロッド４２の上端小径部４２ｂが第４板部材３６の孔に挿入されてナット４６により固定される。第２タイロッド４３は第１板部材３３の挿通孔をスライド自在に挿通され、各タイロッド４３の下端小径部４３ａが第２板部材３４の孔に挿入されてナット４７により固定され、各タイロッド４３の上端小径部が第３板部材３５の孔に挿入されてナットにより固定される。
【００３８】
第２板部材３４に第１の吊りピース４４の装着孔３４ａが設けられ、この装着孔３４ａに第１の吊りピース４４のボルト部が螺合されている。第４板部材３６に第２の吊りピース４５の装着孔３６ａが設けられ、この装着孔３６ａに第２の吊りピース４５のボルト部が螺合されている。第３板部材３５の左右端部分の下面には、２つのシリンダ部材５０の上端が夫々固定されている。
【００３９】
次に、シリンダ部材５０について説明する。
図３に示すように、シリンダ部材５０の内部には、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２が設けられ、シリンダ室５２には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。シリンダ部材５０の上端部分には、シリンダ室５２と連通するガス充填孔５３が設けられ、このシリンダ室５２内へは、ガス通路３５ａと、シリンダ部材５０と第３板部材３５の連結部分に装着されたガス充填バルブ４０と、ガス充填孔５３を介して、圧縮ガスが充填される。シリンダ室５２内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌが少量収容されている。
【００４０】
シリンダ部材５０の下端部分にはシリンダ室５２と連通するネジ孔５０ａが設けられ、このネジ孔５０ａに操作軸部材５６が螺合されている。操作軸部材５６の上端には、鋼球５７を介してピストン部材５４が固定され、操作軸部材５６を回動させてピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更できるように構成されている。操作軸部材５６は、ピストン部材５４に作用する圧縮ガスの力を支持可能に構成されている。尚、操作軸部材５６と鋼球５７がピストン位置調節機構５５に相当する。
【００４１】
操作軸部材５６の外端部には、電動ドライバー（図示略）の先端部が嵌合される六角形の工具係合部５６ａが形成されている。ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体９を吊持する場合、電動ドライバーの先端部を操作軸部材５６の工具係合部５６ａに嵌合させてから、操作軸部材５６を回転させてピストン部材５４を上方へ移動させると、シリンダ室５２内のガス圧が高められ、これに伴って、ガス作動室１３内のガス圧が高まり圧縮ガスによる最大付勢力が向上する。
【００４２】
図２に示すように、左側のシリンダ部材５０の上端部の前面には、ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計４８が設けられている。右側のシリンダ部材５０の上端部の前面には、ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁４９が設けられている。圧縮ガスによる付勢力よりも軽い重量の物体９を吊持する場合、ガス放出弁４９を介してガス作動室１３の圧縮ガスを放出させて、ガス作動室１３内のガス圧を低下させて圧縮ガスによる付勢力を低下させる。
【００４３】
次に、圧縮ガスのガス圧調節を行わない場合と、１つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う場合と、２つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う場合の付勢力の変化について説明する。
図４は、ガススプリング１１のロッド部材１４のみハーフストローク移動させた場合と、ガススプリング１１のロッド部材１４と１つのシリンダ部材５０のピストン部５４をハーフストローク移動させた場合と、ガススプリング１１のロッド部材１４と２つのシリンダ部材５０のピストン部５４をハーフストローク移動させた場合の付勢力の変化を示す線図である。
【００４４】
図４に示すように、例えば、圧縮ガスの充填圧力が７ＭＰａのとき、ガススプリング１１の圧縮ガスのみを圧縮させた場合約３５０ｋｇｆの付勢力が作用し、ガススプリング１１と１つのシリンダ部材５０の圧縮ガスを圧縮させた場合約４３０ｋｇｆの付勢力が作用し、ガススプリング１１と２つのシリンダ部材５０の圧縮ガスを圧縮させた場合約５６０ｋｇｆの付勢力が作用する。これにより、圧縮ガスのガス圧調節を行わない場合よりも、１つのシリンダ部材５０により圧縮ガスのガス圧調節を行う場合、さらに、２つのシリンダ部材５０により圧縮ガスのガス圧調節を行う場合の方が高い付勢力が得られ、より重い物体９をバランス状態に保持することが可能となることが分かる。さらに、ガススプリング１１とシリンダ部材５０の圧縮ガスの充填圧力を夫々増加させることで、上記の場合の付勢力が夫々増加する。
【００４５】
次に、ガススプリング式バランサ１０の作用、効果について説明する。
天井クレーン１の上側フック６が第２の吊りピース４５に係合され、物体９側の下側フック７が第１の吊りピース４４に係合され、天井クレーン１により、バランサ１０を介して物体を吊持可能にする。天井クレーン１によりバランサ１０を介して物体９を吊持すると、物体９はガスバランサ１０を介して吊持され、枠体３０を介してガススプリング１１のロッド部材１４に物体９の重量が作用するため、ロッド部材１４が本体ケース１７に対して僅かに退入移動し、圧縮ガスによる付勢力と物体９の重量とが等しいバランス状態になる。
【００４６】
ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体を吊持する場合、１つ又は２つのシリンダ部材５０によるガス圧調節を行う。電動ドライバーの先端部を操作軸部材５６の工具係合部５６ａに嵌合させてから、操作軸部材５６を回転させてピストン部５４を上方に移動させると、シリンダ室５２内のガス圧が高められる。
これに伴って、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧が高められ、圧縮ガスによる最大付勢力が向上する。
【００４７】
このように、圧縮ガスが充填されたガススプリング１１と、ガススプリング１１のガス作動室１３に連通されたシリンダ室５２を有するシリンダ部材５０と、シリンダ室５２にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室５２の圧縮ガスを受圧するピストン部材５４と、ガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、ピストン部材５４の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構５５とを備えたので、ピストン位置調節機構によりピストン部材の軸心方向位置を変更することで、圧縮ガスの充填量を変更することなく最大付勢力を増減調節することができる。これにより、ガススプリング１１に充填された圧縮ガスによる最大付勢力よりも重い物体９を吊持する場合にも、物体９の重量に合わせて最適な付勢力を発生させることができ、圧縮ガスによる付勢力と物体９の重量とが等しいバランス状態に保持することができる。それ故、ガススプリング式バランサ１０の汎用性が高まる。
【００４８】
しかも、ピストン部材５４の軸心方向位置を変更してガス作動室１３内の圧縮ガスのガス圧を調節する構造であるから、圧縮ガスの供給用のホースとそのホースハンドリングも不要となるうえ、圧縮ガスのガス圧も高くすることができるため、小型の装置となる。
【００４９】
ピストン位置調節機構５５は、シリンダ部材５０に螺合されてピストン部材５４に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材５６を備えたので、操作軸部材５６を回転させることで最大付勢力の増減調節を簡単に行うことができる。操作軸部材５６の外端部に、六角形の工具係合部５６ａが形成されたので、操作軸部材５６の工具係合部５６ａに電動ドライバーの先端部を嵌合させた状態で操作を行うことで、最大付勢力を簡単に調節することができる。
【００５０】
ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計４８が設けられたので、作業者は圧力計４８を視ながら操作軸部材５６の操作を行うことで、圧縮ガスのガス圧を所望のガス圧に簡単に調節することができる。ガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁４９を設けたので、圧縮ガスによる付勢力よりも軽い物体９を吊持する場合に、ガス放出弁４９を介してガススプリング１１のガス作動室１３の圧縮ガスを放出することで、ガス作動室１３の圧縮ガスの充填量を簡単に確実に減少させて圧縮ガスによる付勢力を低下させることができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、実施例２のガススプリング式バランサ１０Ａについて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
図５に示すように、ガススプリング式バランサ１０Ａは、プル型ガススプリング６０と第１の吊りピース７７と、第２の吊りピース７８と、２つのシリンダ部材５０と、２つのピストン部材５４と、２つのピストン位置調節機構５５とを備えている。
【００５２】
プル型ガススプリング６０は、本体ケース６１とロッド部材６３とガス作動室６２とを有する。ロッド部材６３は、ピストン部６４と、延長部６４ａと、ロッド部６５とを有する。ピストン部６４には環状のシール部材７７が装着されている。
【００５３】
ピストン部６４は、本体ケース６１のシリンダ孔７６に摺動自在に装着され、ロッド部６５はピストン部６４から下方へ延び本体ケース６１のロッド側端壁部６９を挿通して外部へ延びている。ガス作動室６２は、シリンダ孔７６内に本体ケース６１とロッド部材６３とで区画され、このガス作動室６２には圧縮ガス（例えば、７〜１３ＭＰａの窒素ガス）が充填封入されている。このガススプリング６０は、圧縮ガスによりロッド部材６３を本体ケース６１に対して退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングである。尚、ガス作動室６２に充填封入された圧縮ガスのガス圧は、物体９の重量を支持可能なガス圧と等しいか又はそれよりも僅かに低いガス圧に設定しておくことが望ましい。
【００５４】
本体ケース６１は、円筒部材６６と、円筒部材６６の上部と下部を夫々塞ぐヘッド側端壁部６８とロッド側端壁部６９と、本体ケース６１内部においてシリンダ孔７６の周壁を形成する周壁部材６７等で構成されている。円筒部材６６の上端部よりも下側には、第３板部材３５が貫通した状態で強固に固定されている。円筒部材６６の上端部にはヘッド側端壁部６８が螺合され、下端部にはロッド側端壁部６９が螺合されている。円筒部材６６の上部には、円筒部材６６とピストン部６４の延長部６４ａで区画された空間を大気解放する呼吸孔２７が設けられている。
【００５５】
ヘッド側端壁部６８の軸心付近部には第１の吊りピース７７の取付孔６８ａが設けられ、その取付孔６８ａに第１の吊りピース７７のボルト部が螺合されている。円筒部材６６に対してロッド部材６３が最大限退入した状態では、延長部６４ａの上端面がヘッド側端壁部６８の下端面に当接される。ロッド側端壁部６９の中心側部分には貫通孔６９ａが形成され、ロッド部材６３のロッド部６５が上下方向へ移動自在に挿通される。ロッド側端壁部６９の上端面には、周壁部材６７とスリーブ体７０の下端面が当接される。
【００５６】
周壁部材６７は、円筒部材６６より小径の筒状に形成され、円筒部材６６に内嵌されて円筒部材６６に例えば接着剤で強力に接着されている。周壁部材６７の上端部には、ロッド部材６３が上限位置に達して延長部６４ａの上端がヘッド側端壁部６８の下面に当接したときに、ピストン部６４を係止する環状の係止部６７ａが形成されている。
【００５７】
ロッド部材６３には、ピストン部６４から上方へ連なる延長部６４ａが形成され、この延長部６４ａは係止部６７ａを挿通して上方へ延びている。延長部６４ａの中心近傍部には、ガス作動室６２に連通したガス充填孔７５が形成され、このガス充填孔７５に圧縮ガス充填バルブ３８が設けられ、このガス充填バルブ３８を介してガス作動室６２に圧縮ガスが充填される。ガス作動室６２内の下端部には、圧縮ガスがリークしないようにシールする為の潤滑油Ｌを少量収容しておくことが望ましい。
【００５８】
ロッド部６５は、スリーブ体７０の内周面に摺動自在に挿通され、ロッド側端壁部６９を挿通してシリンダ孔７６の下方へ外部へ延びている。ロッド部６５の下端部分は段付き部を境にして小径に形成され、その先端部に第２の吊りピース７８が固着されている。
【００５９】
スリーブ体７０は、ガス作動室６２内を気密に保持する取り外し可能な環状の部材で、環状リング７１を介して周壁部材６７の下端部分に内嵌固定されている。スリーブ体７０の内周面には、ロッド部６５との間の摺動隙間をガス密にシールする環状シール部材７２ａが装着され、外周面にはスリーブ体７０と周壁部材６７との間をガス密にシールする環状シール部材７２ｂが装着されている。環状シール部材７２ａの下方には、ロッド部材６３を上下方向へ摺動自在にガイドするロッドガイドリング７３とダストシール７４が装着されている。
【００６０】
次に、このガススプリング式バランサ１０Ａの作用、効果について説明する。
実施例１のバランサ１０と同様に、天井クレーン１の上側フックが第１の吊りピース７７に係合され、物体９側の下側フックが第２の吊りピース７８に係合され、天井クレーン１により、バランサ１０Ａを介して物体を吊持可能にする。このバランサ１０Ａにおいては、プル型ガススプリング６０によりロッド部材６３が本体ケース６１へ退入させる方向へ付勢されているため、前記実施例１のバランサ１０とほぼ同様の作用、効果が得られる。
【００６１】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］実施例１，２において、シリンダ部材５０とピストン部材５４とピストン位置調節機構５５とを２組設けたが、１組又は２組以上設けることも可能である。
２］実施例１，２において、吊持手段は天井クレーン１に限らず、シブクレーンやクレーン車やロボット等の他の吊持手段であっても良い。
３］実施例１，２において、ガススプリング１１，６０は図示の状態とは上下反対に装着した構造でも良い。
【００６２】
４］実施例１において、タイロッド４２，４３が各々４本づつ有する枠体３０ではなく、１対のタイロッドで各々構成された枠体３０であっても良い。
５］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１に係るガススプリング式バランサの略全体図である。
【図２】ガススプリング式バランサの斜視図である。
【図３】ガススプリング式バランサの縦断面図である。
【図４】種々の圧縮状態における付勢力の変化を示す線図である。
【図５】実施例２に係るガススプリング式バランサの縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１０Ａ ガススプリング式バランサ
１１ プッシュ型ガススプリング
１２，６１ 本体ケース
１３，６２ ガス作動室
１６ ロッド部
４８ 圧力計
４９ ガス放出弁
５０ シリンダ部材
５４ ピストン部材
５５ ピストン位置調節機構
５６ 操作軸部材
５６ａ 工具係合部
６０ プル型ガススプリング
６３ ロッド部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサにおいて、
圧縮ガスが充填されたガススプリングと、
前記ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、
前記シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、
前記ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、前記ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構と、
を備えたことを特徴とするガススプリング式バランサ。
【請求項２】
前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであること特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項３】
前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部材を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項４】
前記ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガススプリング式バランサ。
【請求項５】
前記操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項６】
前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたことを特徴とする請求項５に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項７】
前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたことを特徴とする請求項５に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項１】
物体を吊持する吊持手段の吊持部に連結されて物体を吊持するのに使用されるガススプリング式バランサにおいて、
圧縮ガスが充填されたガススプリングと、
前記ガススプリングのガス作動室に連通されたシリンダ室を有するシリンダ部材と、
前記シリンダ室にその軸心方向へ可動に収容されシリンダ室の圧縮ガスを受圧するピストン部材と、
前記ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を調節する為に、前記ピストン部材の軸心方向位置を無段階に変更可能なピストン位置調節機構と、
を備えたことを特徴とするガススプリング式バランサ。
【請求項２】
前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースのシリンダ孔に摺動自在のピストン部とこのピストン部から延び本体ケースのロッド側端壁部を挿通して外部へ延びるロッド部とを有するロッド部材と、前記シリンダ孔内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースへ退入させる方向へ付勢するプル型ガススプリングであること特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項３】
前記ガススプリングは、本体ケースと、この本体ケースに装着され本体ケースのロッド側端壁部材を挿通して外部へ延びるロッド部と、前記本体ケース内に区画されたガス作動室とを有し、圧縮ガスによりロッド部材を本体ケースから進出させる方向へ付勢するプッシュ型ガススプリングであることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項４】
前記ピストン位置調節機構は、シリンダ部材に螺合されてピストン部材に作用する圧縮ガスの力を支持可能な操作軸部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガススプリング式バランサ。
【請求項５】
前記操作軸部材の外端部に、六角形の工具係合部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項６】
前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスの圧力を指示する圧力計が設けられたことを特徴とする請求項５に記載のガススプリング式バランサ。
【請求項７】
前記ガススプリングのガス作動室の圧縮ガスを放出可能なガス放出弁を設けたことを特徴とする請求項５に記載のガススプリング式バランサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−６７５３０（Ｐ２００９−６７５３０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３７９００（Ｐ２００７−２３７９００）
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（５９６０３７１９４）パスカルエンジニアリング株式会社 (106)
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（５９６０３７１９４）パスカルエンジニアリング株式会社 (106)
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