空圧昇降シリンダ
【課題】応答性がよく、操作性がよい空圧昇降シリンダを得る。
【解決手段】被搬送体１を昇降させるシリンダ２の作用室８に接続した給排流路１０の圧力を、被搬送体１の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁８９を備え、昇降可能に支持された可動体４にシリンダ８を一体的に昇降可能に取り付ける。また、圧縮空気の導入により可動体４を上昇方向に付勢する付勢室５４を設けると共に、圧縮空気の導入により可動体４を下降方向に押圧する制御室４８を設け、付勢室５４の付勢力を被搬送体１の重量及び制御室４８の押圧力に釣り合わせ、かつ、作用室８と制御室４８とを接続すると共に、可動体４の昇降に応じて圧力調整弁８９のスプール７８を移動し、圧力調整弁８９は可動体４の下降により作用室８と制御室４８とから圧縮空気を排出し、可動体４の上昇により作用室８と制御室４８とへ圧縮空気を供給する。
【解決手段】被搬送体１を昇降させるシリンダ２の作用室８に接続した給排流路１０の圧力を、被搬送体１の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁８９を備え、昇降可能に支持された可動体４にシリンダ８を一体的に昇降可能に取り付ける。また、圧縮空気の導入により可動体４を上昇方向に付勢する付勢室５４を設けると共に、圧縮空気の導入により可動体４を下降方向に押圧する制御室４８を設け、付勢室５４の付勢力を被搬送体１の重量及び制御室４８の押圧力に釣り合わせ、かつ、作用室８と制御室４８とを接続すると共に、可動体４の昇降に応じて圧力調整弁８９のスプール７８を移動し、圧力調整弁８９は可動体４の下降により作用室８と制御室４８とから圧縮空気を排出し、可動体４の上昇により作用室８と制御室４８とへ圧縮空気を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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空圧昇降シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空圧昇降シリンダでは、図５に示すように、被搬送体１５０を昇降させるシリンダ１５２の作用室１５４への圧縮空気の給排により、シリンダ１５２の作用力と被搬送体１５０の重量とを釣り合わせている。その際、被搬送体１５０の昇降による作用室１５４の体積変化による圧力変化により、圧力調整弁１５６のスプール１５８を移動させて、圧力調整弁１５６を操作して、圧縮空気の給排を調整するようにしている。
【０００３】
しかし、被搬送体１５０を昇降させる際に、シリンダ１５２のパッキン類の摺動抵抗に打ち勝ってピストン１６０を摺動させて、作用室１５４の体積を増減させなければ圧力調整弁１５６の開閉が行われず、昇降操作が重く、操作し難いという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１にある装置が提案されている。この装置では、図６に示すように、支点ピン２００に支持した梃子部材２０２に被搬送体２０４を吊下げたシリンダ２０６を取り付ける。また、梃子部材２０２に被搬送体２０４の荷重と同方向の作用力を付与する復元力機構２０８を設けると共に、被搬送体２０４の荷重と復元力機構２０８の作用力とに対して釣り合う作用力を梃子部材２０２に付与する付勢力機構２１０を設ける。
【０００５】
そして、シリンダ２０６の作用室２１２に給排流路２１４を介して圧力調整弁２１６を接続すると共に、作用室２１２を復元力機構２０８の制御室２１８に給排流路２１４を介して接続する。被搬送体２０４を吊下げた状態で、支点ピン２００の廻りのトルクが釣合うように、付勢力機構２１０の付勢室２０５に供給される空気圧が減圧弁２２２で調整される。
【０００６】
被搬送体２０４を上昇させる際には、被搬送体２０４、シリンダ２０６等を持ち上げる。これにより、梃子部材２０２が支点ピン２００の廻りに揺動し、ロッド２２４を介してスプール２２５が移動されて、圧力源２２６と給排流路２１４とが接続され、作用室２１２に圧縮空気が供給される。よって、被搬送体２０４が上昇する。
【０００７】
一方、被搬送体２０４を下降させると、梃子部材２０２が支点ピン２００の廻りに揺動し、ロッド２２４を介してスプール２２５が移動される。よって、大気中と給排流路２１４とが連通されて、作用室２１２の圧力が低下し、被搬送体２０４が下降する。これにより、被搬送体２０４を軽く昇降させることができる。
【特許文献１】ＷＯ２００２／０３０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、こうした従来のものでは、梃子比（ａ／ｂ倍）による拡大で、圧力調整弁２１６の不感帯（応差）が大きくなってしまい、応答性が害されるという問題があった。また、スプール２２５の移動量が大きい高速移動時には、付勢室２０５の体積変化が大きく、圧力変動が大きくなって、高速移動では操作力が重くなるという問題があった。
【０００９】
空圧昇降シリンダは、被搬送体を昇降させる際に軽く動作できると共に、組立作業時に使用する際に図５に示すように被搬送体１５０をわずかな隙間を有するスペース１６２に挿入するために微妙な動作が要望される。即ち、被搬送体１５０をわずかな隙間のスペース１６２へ挿入する際、上下の不感帯（応差）が多いと作業が非常にやり難く、昇降を繰り返すことがあり、また、昇降の高速化も必要である。本発明の課題は、応答性がよく、操作性がよい空圧昇降シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、
被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧力を、前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、前記シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせる空圧昇降シリンダにおいて、
昇降可能に支持された可動体に前記シリンダを該可動体と一体的に昇降可能に取り付け、
圧縮空気の導入により前記可動体を上昇方向に付勢する付勢室を設けると共に、圧縮空気の導入により前記可動体を下降方向に押圧する制御室を設け、前記付勢室の付勢力を前記被搬送体の重量及び前記制御室の押圧力に釣り合わせ、
かつ、前記作用室と前記制御室とを接続すると共に、前記可動体の昇降に応じて前記圧力調整弁の弁体を移動し、前記圧力調整弁は前記可動体の下降により前記作用室と前記制御室とから圧縮空気を排出し、前記可動体の上昇により前記作用室と前記制御室とへ圧縮空気を供給することを特徴とする空圧昇降シリンダがそれである。
【００１１】
その際、前記可動体に前記シリンダを一体的に形成してもよい。また、パイロット圧の導入により、圧力源と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、パイロット圧の導入により、大気中と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する下降弁とを備えた構成としてもよい。更に、前記付勢室と前記制御室とは、前記可動体に設けたダイヤフラムにより仕切られている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空圧昇降シリンダは、昇降可能に支持された可動体にシリンダを可動体と一体的に昇降可能に取り付け、可動体を上昇方向に付勢する付勢室と可動体を下降方向に押圧する制御室とを設け、付勢室の付勢力を被搬送体の重量及び制御室の押圧力に釣り合わせて、可動体の昇降に応じて圧力調整弁の弁体を移動するので、応答性がよく、操作性がよいという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良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は可動体４内に形成されており、シリンダ２は可動体４内に形成された摺動孔５を備え、摺動孔５にピストン６が摺動可能に挿入されている。
【００１４】
摺動孔５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（受圧面積Ａ）を上昇させる作用力が働くように構成されている。また、ピストン６と一体のロッド６ａが可動体４の下端から下方に突出され、ロッド６ａの下端に被搬送体１を吊り下げている。
【００１５】
作用室８には、給排流路１０の一端が接続されており、給排流路１０の他端は、切換弁１２に接続されている。切換弁１２は、パイロット操作式のもので、給排流路１０とパイロット流路１４とを連通する昇降駆動位置１２ａと、給排流路１０と制御流路１６とを連通する釣合位置１２ｂとを備えている。
【００１６】
給排流路１０には、圧力源２０と連通した高圧流路２２が接続されると共に、大気中に開放された低圧流路２４が接続されている。高圧流路２２には、上昇弁２６と可変絞り弁２８とが介装されている。上昇弁２６は、上昇用パイロット流路２７を介してパイロット圧が導入されたときに高圧流路２２を連通する開位置２６ａと、パイロット圧の導入がなく排気のときに高圧流路２２を遮断する閉位置２６ｂとを備えている。
【００１７】
低圧流路２４には、下降弁３０と可変絞り弁３２とが介装されている。下降弁３０は、下降用パイロット流路３１を介してパイロット圧が導入されたときに低圧流路２４を連通する開位置３０ａと、パイロット圧の導入がなく排気のときに低圧流路２４を遮断する閉位置３０ｂとを備えている。尚、本実施形態では、上昇弁２６、可変絞り弁２８、下降弁３０、可変絞り弁３２により昇降弁機構を構成している。切換弁１２、上昇弁２６、下降弁３０にパイロット式弁を用いたが、これに限らず、これらに電磁切換弁を用いてもよい。
【００１８】
上昇用パイロット流路２７と下降用パイロット流路３１とは、シャトル弁３４を介して、駆動用パイロット流路３６に接続されている。駆動用パイロット流路３６は、切換弁１２を昇降駆動位置１２ａに切り換えるように、切換弁１２にパイロット圧を導入するように接続されている。また、切換弁１２には、切換弁１２を釣合位置１２ｂに切り換えるパイロット圧を導入する釣合用パイロット流路３７も接続されている。
【００１９】
一方、前述した可動体４は、本体４０に形成された収納孔４２に移動可能に収納されており、可動体４の下方端は本体４０から下方に突出されて、下方端側からロッド６ａが下方に突出されている。
【００２０】
収納孔４２の上下両側にはそれぞれ大径孔４４，４６が形成されており、上側の大径孔４４には可動体４と本体４０とに張り渡された上下一対のダイヤフラム５０，５２により仕切られた制御室４８が形成されている。制御室４８に導入される圧縮空気が可動体４の受圧部４ｂ（受圧面積Ｂ）に可動体４を下降させる方向の押圧力が作用するように構成されている。
【００２１】
下側の大径孔４６には可動体４と本体４０とに張り渡された上下一対のダイヤフラム５６，５８により仕切られた付勢室５４が形成されており、付勢室５４に導入される圧縮空気が可動体４の受圧部４ｃ（受圧面積Ｃ）に可動体４を上昇させる方向の付勢力が作用するように構成されている。
【００２２】
付勢室５４には定圧流路６０が接続されており、定圧流路６０はエアパイロット形ブリードタイプの減圧弁６２に接続されている。また、減圧弁６２には、圧力源２０がチェック弁６４、絞り６６を介して接続されると共に、切換弁１２に接続されたパイロット流路１４が接続されている。
【００２３】
減圧弁６２は、弁本体６８内に摺動可能に支持されたスプール７０を備え、スプール７０の気密摺動により圧力源２０及び大気中と定圧流路６０との連通・遮断を制御するように構成されている。
【００２４】
弁本体６８にはダイヤフラム７２により仕切られた一次室７４と二次室７６とが設けられており、一次室７４にはパイロット流路１４が接続され、二次室７６には定圧流路６０が接続されている。一次室７４に導入される空気圧と二次室７６に導入される空気圧との作用により、スプール７０が摺動され、一次室７４側の空気圧と二次室７６側の空気圧とがほぼ同じになるようにスプール７０が摺動される。
【００２５】
また、可動体４の上端側には、可動体４の摺動方向に突出されたスプール７８が一体的に設けられている。スプール７８は、本体４０に形成された小径孔８０に摺動可能に挿入されている。
【００２６】
小径孔８０のほぼ中央に環状溝８２が形成され、環状溝８２には制御流路１６が接続されると共に、制御流路１６は制御室４８に接続されている。環状溝８２の上下両側のスプール７８には、一対の環状溝８４，８６が形成されており、一方の環状溝８４は大気中に連通され、他方の環状溝８６はチェック弁８８を介して圧力源２０に接続されている。
【００２７】
可動体４が上昇した際には、制御流路１６が環状溝８２、環状溝８６、チェック弁８８を介して圧力源２０に連通され、可動体４が下降した際には、制御流路１６が環状溝８２、環状溝８４を介して大気中と連通されるように構成されている。可動体４の昇降と共に移動するスプール７８により、制御流路１６と圧力源２０あるいは大気中との連通が切り換えられるが、スプール７８の移動による切り換えには、図１に示すように、不感帯がある。本実施形態では、本体４０と弁体としてのスプール７８とにより圧力調整弁８９が構成されている。
【００２８】
可動体４は、本体４０内に収納されたばね９０により、上昇方向に付勢され、この付勢力βは可動体４の重量αとほぼ同じに設定されている。尚、前述したエアパイロット形ブリードタイプの減圧弁６２や圧力調整弁８９は、弁体がスプールタイプであるが、これに限らず、弁体がポペットタイプであってもよい。ポペットタイプの場合は、クランキング圧（弁の開き始め圧力）とレシート圧（弁の閉じ始め圧力）との差があり、この差により、スプールタイプと同様に不感帯が生じる。減圧弁６２はブリードのない３方弁タイプのものを使用してもよい。
【００２９】
次に、前述した本実施形態の空圧昇降シリンダの作動について説明する。
まず、図１に示すように、ロッド６ａに被搬送体１を吊下げる。そして、昇降駆動時には、上昇用パイロット流路２７にパイロット圧を供給する。よって、上昇弁２６は開位置２６ａに切り換えられ、圧力源２０から圧縮空気が可変絞り弁２８、上昇弁２６、高圧流路２２、給排流路１０を介して、作用室８に供給される。作用室８に供給される圧縮空気圧の作用により、ピストン６、ロッド６ａを介して被搬送体１が上昇する。その際、可変絞り弁２８の設定に応じた速度で、被搬送体１が上昇する。
【００３０】
被搬送体１を所定の高さにまで上昇させた後、上昇用パイロット流路２７へのパイロット流体の供給を停止し排気にすると、上昇弁２６は閉位置２６ｂに切り換えられる。よって、高圧流路２２は遮断され、作用室８内の圧力ｐによる作用力は、被搬送体１の荷重Ｗと釣合う（Ｗ＝Ａ×ｐ）。尚、Ａはピストン６の受圧面積である。
【００３１】
また、上昇用パイロット流路２７へのパイロット流体の供給で、シャトル弁３４、駆動用パイロット流路３６を介して、切換弁１２にパイロット圧が導入されて、切換弁１２が昇降駆動位置１２ａに切り換えられる。よって、給排流路１０、切換弁１２、パイロット流路１４を介して減圧弁６２の一次室７４に圧縮空気が供給される。
【００３２】
その際、一次室７４は、パイロット流路１４、切換弁１２、給排流路１０を介して作用室８に連通されるので、一次室７４と作用室８との圧力ｐは同一になる。そして、一次室７４の圧力が二次室７６より大きいと、スプール７０を移動して、圧力源２０からの圧縮空気をチェック弁６４、絞り６６、定圧流路６０を介して付勢室５４及び二次室７６に供給する。一次室７４の圧力が二次室７６より小さいと、スプール７０を移動して、定圧流路６０を大気中に連通して排気する。二次室７６の圧力が一次室７４と同一になると、スプール７０が移動して、圧力源２０から絞り６６を介しての流入と大気へのスプール７０の位置による排気ブリード量とが一致して、付勢室５４の圧力を作用室８と同じ圧力ｐとする。
【００３３】
一方、昇降駆動時に、下降用パイロット流路３１にパイロット圧を供給すると、下降弁３０が開位置３０ａに切り換えられる。よって、作用室８内の圧縮空気が給排流路１０、下降弁３０、可変絞り弁３２、低圧流路２４を介して大気中に放出され、被搬送体１が下降する。その際、可変絞り弁３２の設定に応じた速度で、被搬送体１が下降する。
【００３４】
被搬送体１を所定の高さまで下降させた後、下降用パイロット流路３１へのパイロット流体の供給を停止し排気にすると、下降弁３０は閉位置３０ｂに切り換えられる。よって、低圧流路２４は遮断され、作用室８内の圧力ｐによる作用力は、被搬送体１の荷重と釣合う（Ｗ＝Ａ×ｐ）。
【００３５】
また、下降用パイロット流路３１へのパイロット流体の供給で、シャトル弁３４、駆動用パイロット流路３６を介して、切換弁１２にパイロット圧が導入されて、切換弁１２が昇降駆動位置１２ａに切り換えられる。よって、よって、給排流路１０、切換弁１２、パイロット流路１４を介して減圧弁６２の一次室７４と作用室８とが連通される。
【００３６】
そして、前述したと同様に、減圧弁６２は一次室７４の圧力と二次室７６の圧力が同一になるようにスプール７０を移動して、定圧流路６０と圧力源２０あるいは大気中との連通・遮断を行って、付勢室５４の圧力を作用室８と同じ圧力ｐとする。
【００３７】
付勢室５４の圧力が増加して、可動体４が上昇すると、スプール７８の移動により、圧力源２０と制御室４８とが、チェック弁８８、環状溝８６、小径孔８０、環状溝８２、制御流路１６を介して連通し、制御室４８に圧縮空気が供給される。これにより、制御室４８の圧力が上昇し、可動体４の下方への押圧力が増加する。
【００３８】
また、付勢室５４の圧力が減少して、可動体４が下降すると、スプール７８の移動により、制御室４８が制御流路１６、環状溝８２、小径孔８０、環状溝８４を介して大気中に連通し、制御室４８の圧縮空気が大気中に排出される。これにより、制御室４８の圧力が減少し、可動体４の下方への押圧力が減少する。
【００３９】
これにより、可動体４は、付勢室５４の圧縮空気圧の付勢作用と、制御室４８の圧縮空気圧の押圧作用とにより、図１に示すように、中に浮いた状態に支持される。その際、作用室８の受圧面積Ａ、制御室４８の受圧面積Ｂ、付勢室５４の受圧面積Ｃ、減圧弁６２の一次室７４の受圧面積Ｄ、減圧弁６２の二次室７６の受圧面積Ｅ、圧縮空気の圧力ｐ、被搬送体１の移動総重量Ｗの関係は、下記式の関係にある。
【００４０】
Ａ＋Ｂ＝Ｃ
Ｄ＝Ｅ
Ｗ＝Ａ×ｐ
Ｂ×ｐ＞可動体４の摺動抵抗力
Ａ×ｐ＋Ｂ×ｐ＋α＝Ｃ×ｐ＋β
ここで、αは可動体４やピストン６やロッド６ａの総重量、βはばね９０の付勢力である。
【００４１】
被搬送体１を圧縮空気圧を利用して昇降させるのではなく、作業者が被搬送体１等を直接持ち上げたり、あるいは降ろしたりする釣合時には、切換弁１２に釣合用パイロット流路３７を介してパイロット圧を供給する。よって、切換弁１２は釣合位置１２ｂに切り換えられ、制御流路１６と給排流路１０とが連通される。
【００４２】
この釣合時に、被搬送体１を上昇させる際には、被搬送体１等を持ち上げる。付勢室５４や制御室４８はダイヤフラム５０，５２，５６，５８により仕切られているので、可動体４の摺動抵抗は小さく、小さな力で上下動する。被搬送体１等が持ち上げられると、可動体４も上昇し、これに伴って、スプール７８が移動して、圧力源２０と作用室８とが、チェック弁８８、環状溝８６、小径孔８０、環状溝８２、制御流路１６、切換弁１２、給排流路１０を介して連通され、圧縮空気が作用室８に供給される。これにより、作用室８の圧力が上昇し、被搬送体１が上昇する。
【００４３】
一方、被搬送体１等を下降させると、可動体４も下降し、これに伴って、スプール７８が移動して、作用室８内の圧縮空気が、給排流路１０、切換弁１２、制御流路１６、環状溝８２、小径孔８０、環状溝８４を介して、大気中に放出され、被搬送体１が下降する。
【００４４】
被搬送体１等の持ち上げや下降を止めると、前述したと同様に、下記式の状態となって釣り合い、被搬送体１の昇降が停止する。
Ａ×ｐ＋Ｂ×ｐ＋α＝Ｃ×ｐ＋β
このように、被搬送体１を持ち上げたり、下降させたりする際に、可動体４が軽い力で上下動するので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８の移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００４５】
即ち、スプール７８の移動が直接的で、不感帯の幅が増幅されることがなく、ヒステリシス現象が少なく、敏感に動作して微妙な動作を行うことができる。また、付勢室５４の体積変化が少なく、更に、定圧装置として、ブリードタイプの減圧弁６２としたため、二次室７６の体積変化に対する圧力変動は更に小さいので、昇降速度を急に上げても、操作力の増加は少ない。
【００４６】
次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態について、図２によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
本第２実施形態では、切換弁１２を用いることなく、給排流路１０と制御流路１６とを直接接続している。そして、定圧流路６０にブリードタイプ形の減圧弁６２ａを接続し、減圧弁６２ａの一次室７４ａに図示しない定圧装置から予め設定された空気圧を導入するように接続する。
【００４７】
この減圧弁６２ａも前述した減圧弁６２と同様に、一次室７４ａの圧力が付勢室５４に連通した二次室７６ａの圧力よりも高くなると、付勢室５４を圧力源２０に連通し、一次室７４ａの圧力が二次室７６ａの圧力よりも低いと、付勢室５４を大気に連通する。これにより、絞り弁７５による大気への排気量とスプール位置による圧力源２０の流入とが一致して付勢室５４の圧力が予め設定された圧力となるように制御される。
【００４８】
この第２実施形態の場合でも、被搬送体１等を作業者が持ち上げたり、下降させたりする際に、軽い力で被搬送体１を昇降させることができるので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８の移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００４９】
また、減圧弁６２ａは、図示しない定圧装置から予め設定された空気圧を導入する場合に限らず、図３に示すように、ばね９１の付勢力により、スプール７０を付勢するようにしても同様に実施可能である。
【００５０】
前述した図５に示す従来１の場合、図６に示す従来２の場合、本願の図２に示す空圧昇降シリンダの場合について、抵抗を比較する。例えば、シリンダ２の内径を８０ｍｍとし、重さが１０００Ｎの被搬送体１を吊り下げ、低速５０ｍｍ／ｓから、０．５秒かかって、高速２５０ｍｍ／ｓの動作をしたとする。その際、供給される圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａＧとする。従来１，２の場合に比べ、本願の空圧昇降シリンダによると、下記表１に示すように、軽い力で操作することができる。
【００５１】
【表１】
次に、第３実施形態について図４によって説明する。
【００５２】
本第３実施形態では、スプール７８ａを可動体４と別体に形成して、本体４０内に収納したばね９２により、スプール７８ａを可動体４に付勢している。これにより、スプール７８ａは可動体４と一体的に移動する。
【００５３】
また、制御室４８は制御流路１６に絞り９３を介して接続されると共に、制御室４８にはタンク９４が接続されている。絞り９３あるいはタンク９４を設けることにより、制御室４８の急激な圧力変動によるチャタリングを防止することができる。
【００５４】
更に、ブリードタイプの減圧弁に代えて、付勢室５４と切換弁１２とを接続するパイロット流路１４にタンク９５を接続する。この簡便な機構により、付勢室５４の圧力を定圧に保つことができる。
【００５５】
圧力源２０を減圧弁９６、チェック弁９７を介してパイロット流路１４に接続する。昇降させていない無負荷時に、釣り合うように減圧弁９６の圧力を設定する。パイロット流路１４にパイロット操作チェック弁９８を介装して、切換弁１２からの漏れを防止するようにしてもよい。パイロット操作チェック弁９８は前述した各実施形態でも同様に設けてもよい。
【００５６】
また、可動体４の下端に、ブレーキ機構１００を取り付ける。ブレーキ機構１００は内蔵するばね等の付勢力により、ロッド６ａを把持してロッド６ａを制動し、導入される圧縮空気により制動を解除する周知の構成（特許第１８９４１３５号等）のものである。
【００５７】
ブレーキ機構１００と圧力源２０とをブレーキ開放３方弁１０２を介して接続し、圧力源２０からの圧縮空気の導入によりブレーキ機構１００を開放し、圧縮空気の供給が停止したときにはブレーキ開放３方弁１０２を切り換えて、ブレーキ機構１００により制動するようにして、圧力源２０からの圧縮空気の供給が停止したとき、被搬送体１の落下を防止するようにしている。その際、遅延回路１０４と急速排気弁１０６とを設けて、ブレーキ開放３方弁１０２の切り換えを制御し、制動が瞬時に働き、開放は遅らせるようにしている。
【００５８】
この第３実施形態でも、被搬送体１等を作業者が持ち上げたり、下降させたりする際に、軽い力で被搬送体１を昇降させることができるので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８ａの移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図２】第２実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図３】第２実施形態の空圧昇降シリンダでの別の減圧弁の概略構成図である。
【図４】第３実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図５】従来１の空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図６】従来２の空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１５０，２０４…被搬送体
２，１５２，２０６…シリンダ
４…可動体 ６，１６０…ピストン
６ａ…ロッド ８，１５４…作用室
１０…給排流路 １２…切換弁
１４…パイロット流路 １６…制御流路
２０…圧力源 ２２…高圧流路
２４…低圧流路 ２６…上昇弁
３０…下降弁 ４０…本体
４８…制御室 ５０，５２，５６，５８…ダイヤフラム
５４…付勢室 ６０…定圧流路
６２，６２ａ…減圧弁 ７０…スプール
７４，７４ａ…一次室 ７６，７６ａ…二次室
７８，７８ａ…スプール
８２，８４，８６…環状溝
８９，１５６，２１６…圧力調整弁
９４，９５…タンク
９８…パイロット操作チェック弁
１００…ブレーキ機構 １０４…遅延回路
１０６…急速排気弁 ２００…支点ピン
２０２…梃子部材
【技術分野】
【０００１】
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空圧昇降シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空圧昇降シリンダでは、図５に示すように、被搬送体１５０を昇降させるシリンダ１５２の作用室１５４への圧縮空気の給排により、シリンダ１５２の作用力と被搬送体１５０の重量とを釣り合わせている。その際、被搬送体１５０の昇降による作用室１５４の体積変化による圧力変化により、圧力調整弁１５６のスプール１５８を移動させて、圧力調整弁１５６を操作して、圧縮空気の給排を調整するようにしている。
【０００３】
しかし、被搬送体１５０を昇降させる際に、シリンダ１５２のパッキン類の摺動抵抗に打ち勝ってピストン１６０を摺動させて、作用室１５４の体積を増減させなければ圧力調整弁１５６の開閉が行われず、昇降操作が重く、操作し難いという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１にある装置が提案されている。この装置では、図６に示すように、支点ピン２００に支持した梃子部材２０２に被搬送体２０４を吊下げたシリンダ２０６を取り付ける。また、梃子部材２０２に被搬送体２０４の荷重と同方向の作用力を付与する復元力機構２０８を設けると共に、被搬送体２０４の荷重と復元力機構２０８の作用力とに対して釣り合う作用力を梃子部材２０２に付与する付勢力機構２１０を設ける。
【０００５】
そして、シリンダ２０６の作用室２１２に給排流路２１４を介して圧力調整弁２１６を接続すると共に、作用室２１２を復元力機構２０８の制御室２１８に給排流路２１４を介して接続する。被搬送体２０４を吊下げた状態で、支点ピン２００の廻りのトルクが釣合うように、付勢力機構２１０の付勢室２０５に供給される空気圧が減圧弁２２２で調整される。
【０００６】
被搬送体２０４を上昇させる際には、被搬送体２０４、シリンダ２０６等を持ち上げる。これにより、梃子部材２０２が支点ピン２００の廻りに揺動し、ロッド２２４を介してスプール２２５が移動されて、圧力源２２６と給排流路２１４とが接続され、作用室２１２に圧縮空気が供給される。よって、被搬送体２０４が上昇する。
【０００７】
一方、被搬送体２０４を下降させると、梃子部材２０２が支点ピン２００の廻りに揺動し、ロッド２２４を介してスプール２２５が移動される。よって、大気中と給排流路２１４とが連通されて、作用室２１２の圧力が低下し、被搬送体２０４が下降する。これにより、被搬送体２０４を軽く昇降させることができる。
【特許文献１】ＷＯ２００２／０３０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、こうした従来のものでは、梃子比（ａ／ｂ倍）による拡大で、圧力調整弁２１６の不感帯（応差）が大きくなってしまい、応答性が害されるという問題があった。また、スプール２２５の移動量が大きい高速移動時には、付勢室２０５の体積変化が大きく、圧力変動が大きくなって、高速移動では操作力が重くなるという問題があった。
【０００９】
空圧昇降シリンダは、被搬送体を昇降させる際に軽く動作できると共に、組立作業時に使用する際に図５に示すように被搬送体１５０をわずかな隙間を有するスペース１６２に挿入するために微妙な動作が要望される。即ち、被搬送体１５０をわずかな隙間のスペース１６２へ挿入する際、上下の不感帯（応差）が多いと作業が非常にやり難く、昇降を繰り返すことがあり、また、昇降の高速化も必要である。本発明の課題は、応答性がよく、操作性がよい空圧昇降シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、
被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧力を、前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、前記シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせる空圧昇降シリンダにおいて、
昇降可能に支持された可動体に前記シリンダを該可動体と一体的に昇降可能に取り付け、
圧縮空気の導入により前記可動体を上昇方向に付勢する付勢室を設けると共に、圧縮空気の導入により前記可動体を下降方向に押圧する制御室を設け、前記付勢室の付勢力を前記被搬送体の重量及び前記制御室の押圧力に釣り合わせ、
かつ、前記作用室と前記制御室とを接続すると共に、前記可動体の昇降に応じて前記圧力調整弁の弁体を移動し、前記圧力調整弁は前記可動体の下降により前記作用室と前記制御室とから圧縮空気を排出し、前記可動体の上昇により前記作用室と前記制御室とへ圧縮空気を供給することを特徴とする空圧昇降シリンダがそれである。
【００１１】
その際、前記可動体に前記シリンダを一体的に形成してもよい。また、パイロット圧の導入により、圧力源と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、パイロット圧の導入により、大気中と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する下降弁とを備えた構成としてもよい。更に、前記付勢室と前記制御室とは、前記可動体に設けたダイヤフラムにより仕切られている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空圧昇降シリンダは、昇降可能に支持された可動体にシリンダを可動体と一体的に昇降可能に取り付け、可動体を上昇方向に付勢する付勢室と可動体を下降方向に押圧する制御室とを設け、付勢室の付勢力を被搬送体の重量及び制御室の押圧力に釣り合わせて、可動体の昇降に応じて圧力調整弁の弁体を移動するので、応答性がよく、操作性がよいという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良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は可動体４内に形成されており、シリンダ２は可動体４内に形成された摺動孔５を備え、摺動孔５にピストン６が摺動可能に挿入されている。
【００１４】
摺動孔５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（受圧面積Ａ）を上昇させる作用力が働くように構成されている。また、ピストン６と一体のロッド６ａが可動体４の下端から下方に突出され、ロッド６ａの下端に被搬送体１を吊り下げている。
【００１５】
作用室８には、給排流路１０の一端が接続されており、給排流路１０の他端は、切換弁１２に接続されている。切換弁１２は、パイロット操作式のもので、給排流路１０とパイロット流路１４とを連通する昇降駆動位置１２ａと、給排流路１０と制御流路１６とを連通する釣合位置１２ｂとを備えている。
【００１６】
給排流路１０には、圧力源２０と連通した高圧流路２２が接続されると共に、大気中に開放された低圧流路２４が接続されている。高圧流路２２には、上昇弁２６と可変絞り弁２８とが介装されている。上昇弁２６は、上昇用パイロット流路２７を介してパイロット圧が導入されたときに高圧流路２２を連通する開位置２６ａと、パイロット圧の導入がなく排気のときに高圧流路２２を遮断する閉位置２６ｂとを備えている。
【００１７】
低圧流路２４には、下降弁３０と可変絞り弁３２とが介装されている。下降弁３０は、下降用パイロット流路３１を介してパイロット圧が導入されたときに低圧流路２４を連通する開位置３０ａと、パイロット圧の導入がなく排気のときに低圧流路２４を遮断する閉位置３０ｂとを備えている。尚、本実施形態では、上昇弁２６、可変絞り弁２８、下降弁３０、可変絞り弁３２により昇降弁機構を構成している。切換弁１２、上昇弁２６、下降弁３０にパイロット式弁を用いたが、これに限らず、これらに電磁切換弁を用いてもよい。
【００１８】
上昇用パイロット流路２７と下降用パイロット流路３１とは、シャトル弁３４を介して、駆動用パイロット流路３６に接続されている。駆動用パイロット流路３６は、切換弁１２を昇降駆動位置１２ａに切り換えるように、切換弁１２にパイロット圧を導入するように接続されている。また、切換弁１２には、切換弁１２を釣合位置１２ｂに切り換えるパイロット圧を導入する釣合用パイロット流路３７も接続されている。
【００１９】
一方、前述した可動体４は、本体４０に形成された収納孔４２に移動可能に収納されており、可動体４の下方端は本体４０から下方に突出されて、下方端側からロッド６ａが下方に突出されている。
【００２０】
収納孔４２の上下両側にはそれぞれ大径孔４４，４６が形成されており、上側の大径孔４４には可動体４と本体４０とに張り渡された上下一対のダイヤフラム５０，５２により仕切られた制御室４８が形成されている。制御室４８に導入される圧縮空気が可動体４の受圧部４ｂ（受圧面積Ｂ）に可動体４を下降させる方向の押圧力が作用するように構成されている。
【００２１】
下側の大径孔４６には可動体４と本体４０とに張り渡された上下一対のダイヤフラム５６，５８により仕切られた付勢室５４が形成されており、付勢室５４に導入される圧縮空気が可動体４の受圧部４ｃ（受圧面積Ｃ）に可動体４を上昇させる方向の付勢力が作用するように構成されている。
【００２２】
付勢室５４には定圧流路６０が接続されており、定圧流路６０はエアパイロット形ブリードタイプの減圧弁６２に接続されている。また、減圧弁６２には、圧力源２０がチェック弁６４、絞り６６を介して接続されると共に、切換弁１２に接続されたパイロット流路１４が接続されている。
【００２３】
減圧弁６２は、弁本体６８内に摺動可能に支持されたスプール７０を備え、スプール７０の気密摺動により圧力源２０及び大気中と定圧流路６０との連通・遮断を制御するように構成されている。
【００２４】
弁本体６８にはダイヤフラム７２により仕切られた一次室７４と二次室７６とが設けられており、一次室７４にはパイロット流路１４が接続され、二次室７６には定圧流路６０が接続されている。一次室７４に導入される空気圧と二次室７６に導入される空気圧との作用により、スプール７０が摺動され、一次室７４側の空気圧と二次室７６側の空気圧とがほぼ同じになるようにスプール７０が摺動される。
【００２５】
また、可動体４の上端側には、可動体４の摺動方向に突出されたスプール７８が一体的に設けられている。スプール７８は、本体４０に形成された小径孔８０に摺動可能に挿入されている。
【００２６】
小径孔８０のほぼ中央に環状溝８２が形成され、環状溝８２には制御流路１６が接続されると共に、制御流路１６は制御室４８に接続されている。環状溝８２の上下両側のスプール７８には、一対の環状溝８４，８６が形成されており、一方の環状溝８４は大気中に連通され、他方の環状溝８６はチェック弁８８を介して圧力源２０に接続されている。
【００２７】
可動体４が上昇した際には、制御流路１６が環状溝８２、環状溝８６、チェック弁８８を介して圧力源２０に連通され、可動体４が下降した際には、制御流路１６が環状溝８２、環状溝８４を介して大気中と連通されるように構成されている。可動体４の昇降と共に移動するスプール７８により、制御流路１６と圧力源２０あるいは大気中との連通が切り換えられるが、スプール７８の移動による切り換えには、図１に示すように、不感帯がある。本実施形態では、本体４０と弁体としてのスプール７８とにより圧力調整弁８９が構成されている。
【００２８】
可動体４は、本体４０内に収納されたばね９０により、上昇方向に付勢され、この付勢力βは可動体４の重量αとほぼ同じに設定されている。尚、前述したエアパイロット形ブリードタイプの減圧弁６２や圧力調整弁８９は、弁体がスプールタイプであるが、これに限らず、弁体がポペットタイプであってもよい。ポペットタイプの場合は、クランキング圧（弁の開き始め圧力）とレシート圧（弁の閉じ始め圧力）との差があり、この差により、スプールタイプと同様に不感帯が生じる。減圧弁６２はブリードのない３方弁タイプのものを使用してもよい。
【００２９】
次に、前述した本実施形態の空圧昇降シリンダの作動について説明する。
まず、図１に示すように、ロッド６ａに被搬送体１を吊下げる。そして、昇降駆動時には、上昇用パイロット流路２７にパイロット圧を供給する。よって、上昇弁２６は開位置２６ａに切り換えられ、圧力源２０から圧縮空気が可変絞り弁２８、上昇弁２６、高圧流路２２、給排流路１０を介して、作用室８に供給される。作用室８に供給される圧縮空気圧の作用により、ピストン６、ロッド６ａを介して被搬送体１が上昇する。その際、可変絞り弁２８の設定に応じた速度で、被搬送体１が上昇する。
【００３０】
被搬送体１を所定の高さにまで上昇させた後、上昇用パイロット流路２７へのパイロット流体の供給を停止し排気にすると、上昇弁２６は閉位置２６ｂに切り換えられる。よって、高圧流路２２は遮断され、作用室８内の圧力ｐによる作用力は、被搬送体１の荷重Ｗと釣合う（Ｗ＝Ａ×ｐ）。尚、Ａはピストン６の受圧面積である。
【００３１】
また、上昇用パイロット流路２７へのパイロット流体の供給で、シャトル弁３４、駆動用パイロット流路３６を介して、切換弁１２にパイロット圧が導入されて、切換弁１２が昇降駆動位置１２ａに切り換えられる。よって、給排流路１０、切換弁１２、パイロット流路１４を介して減圧弁６２の一次室７４に圧縮空気が供給される。
【００３２】
その際、一次室７４は、パイロット流路１４、切換弁１２、給排流路１０を介して作用室８に連通されるので、一次室７４と作用室８との圧力ｐは同一になる。そして、一次室７４の圧力が二次室７６より大きいと、スプール７０を移動して、圧力源２０からの圧縮空気をチェック弁６４、絞り６６、定圧流路６０を介して付勢室５４及び二次室７６に供給する。一次室７４の圧力が二次室７６より小さいと、スプール７０を移動して、定圧流路６０を大気中に連通して排気する。二次室７６の圧力が一次室７４と同一になると、スプール７０が移動して、圧力源２０から絞り６６を介しての流入と大気へのスプール７０の位置による排気ブリード量とが一致して、付勢室５４の圧力を作用室８と同じ圧力ｐとする。
【００３３】
一方、昇降駆動時に、下降用パイロット流路３１にパイロット圧を供給すると、下降弁３０が開位置３０ａに切り換えられる。よって、作用室８内の圧縮空気が給排流路１０、下降弁３０、可変絞り弁３２、低圧流路２４を介して大気中に放出され、被搬送体１が下降する。その際、可変絞り弁３２の設定に応じた速度で、被搬送体１が下降する。
【００３４】
被搬送体１を所定の高さまで下降させた後、下降用パイロット流路３１へのパイロット流体の供給を停止し排気にすると、下降弁３０は閉位置３０ｂに切り換えられる。よって、低圧流路２４は遮断され、作用室８内の圧力ｐによる作用力は、被搬送体１の荷重と釣合う（Ｗ＝Ａ×ｐ）。
【００３５】
また、下降用パイロット流路３１へのパイロット流体の供給で、シャトル弁３４、駆動用パイロット流路３６を介して、切換弁１２にパイロット圧が導入されて、切換弁１２が昇降駆動位置１２ａに切り換えられる。よって、よって、給排流路１０、切換弁１２、パイロット流路１４を介して減圧弁６２の一次室７４と作用室８とが連通される。
【００３６】
そして、前述したと同様に、減圧弁６２は一次室７４の圧力と二次室７６の圧力が同一になるようにスプール７０を移動して、定圧流路６０と圧力源２０あるいは大気中との連通・遮断を行って、付勢室５４の圧力を作用室８と同じ圧力ｐとする。
【００３７】
付勢室５４の圧力が増加して、可動体４が上昇すると、スプール７８の移動により、圧力源２０と制御室４８とが、チェック弁８８、環状溝８６、小径孔８０、環状溝８２、制御流路１６を介して連通し、制御室４８に圧縮空気が供給される。これにより、制御室４８の圧力が上昇し、可動体４の下方への押圧力が増加する。
【００３８】
また、付勢室５４の圧力が減少して、可動体４が下降すると、スプール７８の移動により、制御室４８が制御流路１６、環状溝８２、小径孔８０、環状溝８４を介して大気中に連通し、制御室４８の圧縮空気が大気中に排出される。これにより、制御室４８の圧力が減少し、可動体４の下方への押圧力が減少する。
【００３９】
これにより、可動体４は、付勢室５４の圧縮空気圧の付勢作用と、制御室４８の圧縮空気圧の押圧作用とにより、図１に示すように、中に浮いた状態に支持される。その際、作用室８の受圧面積Ａ、制御室４８の受圧面積Ｂ、付勢室５４の受圧面積Ｃ、減圧弁６２の一次室７４の受圧面積Ｄ、減圧弁６２の二次室７６の受圧面積Ｅ、圧縮空気の圧力ｐ、被搬送体１の移動総重量Ｗの関係は、下記式の関係にある。
【００４０】
Ａ＋Ｂ＝Ｃ
Ｄ＝Ｅ
Ｗ＝Ａ×ｐ
Ｂ×ｐ＞可動体４の摺動抵抗力
Ａ×ｐ＋Ｂ×ｐ＋α＝Ｃ×ｐ＋β
ここで、αは可動体４やピストン６やロッド６ａの総重量、βはばね９０の付勢力である。
【００４１】
被搬送体１を圧縮空気圧を利用して昇降させるのではなく、作業者が被搬送体１等を直接持ち上げたり、あるいは降ろしたりする釣合時には、切換弁１２に釣合用パイロット流路３７を介してパイロット圧を供給する。よって、切換弁１２は釣合位置１２ｂに切り換えられ、制御流路１６と給排流路１０とが連通される。
【００４２】
この釣合時に、被搬送体１を上昇させる際には、被搬送体１等を持ち上げる。付勢室５４や制御室４８はダイヤフラム５０，５２，５６，５８により仕切られているので、可動体４の摺動抵抗は小さく、小さな力で上下動する。被搬送体１等が持ち上げられると、可動体４も上昇し、これに伴って、スプール７８が移動して、圧力源２０と作用室８とが、チェック弁８８、環状溝８６、小径孔８０、環状溝８２、制御流路１６、切換弁１２、給排流路１０を介して連通され、圧縮空気が作用室８に供給される。これにより、作用室８の圧力が上昇し、被搬送体１が上昇する。
【００４３】
一方、被搬送体１等を下降させると、可動体４も下降し、これに伴って、スプール７８が移動して、作用室８内の圧縮空気が、給排流路１０、切換弁１２、制御流路１６、環状溝８２、小径孔８０、環状溝８４を介して、大気中に放出され、被搬送体１が下降する。
【００４４】
被搬送体１等の持ち上げや下降を止めると、前述したと同様に、下記式の状態となって釣り合い、被搬送体１の昇降が停止する。
Ａ×ｐ＋Ｂ×ｐ＋α＝Ｃ×ｐ＋β
このように、被搬送体１を持ち上げたり、下降させたりする際に、可動体４が軽い力で上下動するので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８の移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００４５】
即ち、スプール７８の移動が直接的で、不感帯の幅が増幅されることがなく、ヒステリシス現象が少なく、敏感に動作して微妙な動作を行うことができる。また、付勢室５４の体積変化が少なく、更に、定圧装置として、ブリードタイプの減圧弁６２としたため、二次室７６の体積変化に対する圧力変動は更に小さいので、昇降速度を急に上げても、操作力の増加は少ない。
【００４６】
次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態について、図２によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
本第２実施形態では、切換弁１２を用いることなく、給排流路１０と制御流路１６とを直接接続している。そして、定圧流路６０にブリードタイプ形の減圧弁６２ａを接続し、減圧弁６２ａの一次室７４ａに図示しない定圧装置から予め設定された空気圧を導入するように接続する。
【００４７】
この減圧弁６２ａも前述した減圧弁６２と同様に、一次室７４ａの圧力が付勢室５４に連通した二次室７６ａの圧力よりも高くなると、付勢室５４を圧力源２０に連通し、一次室７４ａの圧力が二次室７６ａの圧力よりも低いと、付勢室５４を大気に連通する。これにより、絞り弁７５による大気への排気量とスプール位置による圧力源２０の流入とが一致して付勢室５４の圧力が予め設定された圧力となるように制御される。
【００４８】
この第２実施形態の場合でも、被搬送体１等を作業者が持ち上げたり、下降させたりする際に、軽い力で被搬送体１を昇降させることができるので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８の移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００４９】
また、減圧弁６２ａは、図示しない定圧装置から予め設定された空気圧を導入する場合に限らず、図３に示すように、ばね９１の付勢力により、スプール７０を付勢するようにしても同様に実施可能である。
【００５０】
前述した図５に示す従来１の場合、図６に示す従来２の場合、本願の図２に示す空圧昇降シリンダの場合について、抵抗を比較する。例えば、シリンダ２の内径を８０ｍｍとし、重さが１０００Ｎの被搬送体１を吊り下げ、低速５０ｍｍ／ｓから、０．５秒かかって、高速２５０ｍｍ／ｓの動作をしたとする。その際、供給される圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａＧとする。従来１，２の場合に比べ、本願の空圧昇降シリンダによると、下記表１に示すように、軽い力で操作することができる。
【００５１】
【表１】
次に、第３実施形態について図４によって説明する。
【００５２】
本第３実施形態では、スプール７８ａを可動体４と別体に形成して、本体４０内に収納したばね９２により、スプール７８ａを可動体４に付勢している。これにより、スプール７８ａは可動体４と一体的に移動する。
【００５３】
また、制御室４８は制御流路１６に絞り９３を介して接続されると共に、制御室４８にはタンク９４が接続されている。絞り９３あるいはタンク９４を設けることにより、制御室４８の急激な圧力変動によるチャタリングを防止することができる。
【００５４】
更に、ブリードタイプの減圧弁に代えて、付勢室５４と切換弁１２とを接続するパイロット流路１４にタンク９５を接続する。この簡便な機構により、付勢室５４の圧力を定圧に保つことができる。
【００５５】
圧力源２０を減圧弁９６、チェック弁９７を介してパイロット流路１４に接続する。昇降させていない無負荷時に、釣り合うように減圧弁９６の圧力を設定する。パイロット流路１４にパイロット操作チェック弁９８を介装して、切換弁１２からの漏れを防止するようにしてもよい。パイロット操作チェック弁９８は前述した各実施形態でも同様に設けてもよい。
【００５６】
また、可動体４の下端に、ブレーキ機構１００を取り付ける。ブレーキ機構１００は内蔵するばね等の付勢力により、ロッド６ａを把持してロッド６ａを制動し、導入される圧縮空気により制動を解除する周知の構成（特許第１８９４１３５号等）のものである。
【００５７】
ブレーキ機構１００と圧力源２０とをブレーキ開放３方弁１０２を介して接続し、圧力源２０からの圧縮空気の導入によりブレーキ機構１００を開放し、圧縮空気の供給が停止したときにはブレーキ開放３方弁１０２を切り換えて、ブレーキ機構１００により制動するようにして、圧力源２０からの圧縮空気の供給が停止したとき、被搬送体１の落下を防止するようにしている。その際、遅延回路１０４と急速排気弁１０６とを設けて、ブレーキ開放３方弁１０２の切り換えを制御し、制動が瞬時に働き、開放は遅らせるようにしている。
【００５８】
この第３実施形態でも、被搬送体１等を作業者が持ち上げたり、下降させたりする際に、軽い力で被搬送体１を昇降させることができるので、操作性がよく、また、可動体４の移動がそのままスプール７８ａの移動になり、応答性よく圧力調整弁８９を切り換えることができる。
【００５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図２】第２実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図３】第２実施形態の空圧昇降シリンダでの別の減圧弁の概略構成図である。
【図４】第３実施形態としての空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図５】従来１の空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【図６】従来２の空圧昇降シリンダの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１５０，２０４…被搬送体
２，１５２，２０６…シリンダ
４…可動体 ６，１６０…ピストン
６ａ…ロッド ８，１５４…作用室
１０…給排流路 １２…切換弁
１４…パイロット流路 １６…制御流路
２０…圧力源 ２２…高圧流路
２４…低圧流路 ２６…上昇弁
３０…下降弁 ４０…本体
４８…制御室 ５０，５２，５６，５８…ダイヤフラム
５４…付勢室 ６０…定圧流路
６２，６２ａ…減圧弁 ７０…スプール
７４，７４ａ…一次室 ７６，７６ａ…二次室
７８，７８ａ…スプール
８２，８４，８６…環状溝
８９，１５６，２１６…圧力調整弁
９４，９５…タンク
９８…パイロット操作チェック弁
１００…ブレーキ機構 １０４…遅延回路
１０６…急速排気弁 ２００…支点ピン
２０２…梃子部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧力を、前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、前記シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせる空圧昇降シリンダにおいて、
昇降可能に支持された可動体に前記シリンダを該可動体と一体的に昇降可能に取り付け、
圧縮空気の導入により前記可動体を上昇方向に付勢する付勢室を設けると共に、圧縮空気の導入により前記可動体を下降方向に押圧する制御室を設け、前記付勢室の付勢力を前記被搬送体の重量及び前記制御室の押圧力に釣り合わせ、
かつ、前記作用室と前記制御室とを接続すると共に、前記可動体の昇降に応じて前記圧力調整弁の弁体を移動し、前記圧力調整弁は前記可動体の下降により前記作用室と前記制御室とから圧縮空気を排出し、前記可動体の上昇により前記作用室と前記制御室とへ圧縮空気を供給することを特徴とする空圧昇降シリンダ。
【請求項２】
前記可動体に前記シリンダを一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の空圧昇降シリンダ。
【請求項３】
パイロット圧の導入により、圧力源と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、パイロット圧の導入により、大気中と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する下降弁とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空圧昇降シリンダ。
【請求項４】
前記付勢室と前記制御室とは、前記可動体に設けたダイヤフラムにより仕切られていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の空圧昇降シリンダ。
【請求項１】
被搬送体を昇降させるシリンダの作用室に接続した給排流路の圧力を、前記被搬送体の重量に拮抗する圧力に調圧する圧力調整弁を備え、前記シリンダの作用力と前記被搬送体の重量とを釣り合わせる空圧昇降シリンダにおいて、
昇降可能に支持された可動体に前記シリンダを該可動体と一体的に昇降可能に取り付け、
圧縮空気の導入により前記可動体を上昇方向に付勢する付勢室を設けると共に、圧縮空気の導入により前記可動体を下降方向に押圧する制御室を設け、前記付勢室の付勢力を前記被搬送体の重量及び前記制御室の押圧力に釣り合わせ、
かつ、前記作用室と前記制御室とを接続すると共に、前記可動体の昇降に応じて前記圧力調整弁の弁体を移動し、前記圧力調整弁は前記可動体の下降により前記作用室と前記制御室とから圧縮空気を排出し、前記可動体の上昇により前記作用室と前記制御室とへ圧縮空気を供給することを特徴とする空圧昇降シリンダ。
【請求項２】
前記可動体に前記シリンダを一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の空圧昇降シリンダ。
【請求項３】
パイロット圧の導入により、圧力源と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する上昇弁と、パイロット圧の導入により、大気中と前記作用室とを可変絞り弁を介して連通する下降弁とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空圧昇降シリンダ。
【請求項４】
前記付勢室と前記制御室とは、前記可動体に設けたダイヤフラムにより仕切られていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の空圧昇降シリンダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−６５８１２（Ｐ２０１０−６５８１２Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５０３４（Ｐ２００８−２３５０３４）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【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２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【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）】
[ Back to top ]