JP7345781B2

JP7345781B2 - Air type balancer

Info

Publication number: JP7345781B2
Application number: JP2019232775A
Authority: JP
Inventors: 信聡藤井; 元規越井
Original assignee: Endo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Endo Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: JP2021100875A

Description

本発明は、荷役、運搬などに用いられるエア式バランサに関するものである。 The present invention relates to an air balancer used for cargo handling, transportation, etc.

＜従来技術１＞
現在、エア式バランサの市場において、数多く出回っているエア式バランサでは、搬送する荷役物の重量が不明の場合や多種類の重量の異なる荷役物を搬送する場合は、一般的に次のような制御を行っている。 <Prior art 1>
Currently, there are many air balancers on the market, but when the weight of the cargo to be transported is unknown or when transporting many types of cargo with different weights, the following are generally used: is under control.

無負荷圧状態において、荷役物を専用治具で把持し、その状態からシリンダへのエア供給流量を制御しながら徐々にシリンダのエア圧を上げていき、荷役物が地切りした状態（荷役物が着地した状態から僅かに浮き上がった状態）を確認したら一旦エア供給を停止する。荷役物を空中で停止させた状態において、そのときのシリンダ圧を検出して保存（記憶）する。その後、圧力比例制御弁等を使用してシリンダ内の圧力を保存（記憶）した圧力で一定圧に保つことによりバランスモードに設定し、バランサのオペレータは荷役物を直接把持するか、あるいは操作グリップ等を操作して荷役物を搬送する。この制御方式では、シリンダへのエア供給を遮断した状態からバランスモードに移行させる場合、荷役物を完全に停止したのを確認した後、ボタン操作でバランスモードに移行させる方式か、あるいは時限タイマー等を使用して自動的（強制的）にバランスモードに移行させる制御方式が採用されている。この制御方式は、エア部品のみで制御部が構成できるので、低コストで制御部が構成できる利点があるが、荷役物の不明の重量に対応するため、シリンダへの供給エアを流量制御によってシリンダ圧を徐々に増圧し荷役物を地切りさせたり、徐々に減圧させ荷役物を解放する必要があり、また、負荷圧状態のシリンダ圧を記憶する場合、空中に吊り上げた荷役物を完全に停止させる必要があるため、無負荷圧状態から負荷圧状態へのシリンダ圧力の設定処理に時間がかかる欠点がある。 In a no-load pressure state, the cargo is gripped with a special jig, and from this state, the air pressure of the cylinder is gradually increased while controlling the air supply flow rate to the cylinder, until the cargo is in a state where the cargo is off the ground. When the air is confirmed to be slightly lifted from the landed position, the air supply is temporarily stopped. When the cargo is stopped in the air, the cylinder pressure at that time is detected and saved (memorized). After that, balance mode is set by using a pressure proportional control valve etc. to maintain the pressure inside the cylinder at a constant pressure at the stored (memorized) pressure, and the balancer operator can either directly grip the cargo or use the operating grip. etc. to transport cargo. In this control method, when shifting to balance mode from a state where air supply to the cylinder is cut off, it is necessary to confirm that the cargo has completely stopped and then shift to balance mode by pressing a button, or by using a timer. A control method is adopted that automatically (forcibly) shifts to balance mode using . This control method has the advantage that the control unit can be configured with only air parts, so the control unit can be configured at low cost. However, in order to cope with the unknown weight of the cargo, the air supplied to the cylinder is When it is necessary to gradually increase the pressure to bring the cargo to the ground, or gradually reduce the pressure to release the cargo, or to memorize the cylinder pressure at the loaded pressure state, it is necessary to completely stop the cargo lifted in the air. Therefore, there is a drawback that it takes time to set the cylinder pressure from a no-load pressure state to a loaded pressure state.

＜従来技術２＞
下記特許文献１（特開２０１８－１５０１７３号公報）では、上記従来技術１の課題を解決するため、荷役物把持部の上部位置に荷役物重量検出センサを設け、常時荷役物の重量を検出し、検出した荷役物重量から荷役物を吊り上げるのに必要なシリンダ圧を算出しシリンダ圧を設定することにより、荷役物重量が不明の場合でも、無負荷圧状態から負荷圧状態へのシリンダ圧の切替え処理、及び負荷圧状態から無負荷圧状態へのシリンダ圧の切替え設定処理を自動で行えるようにしている。このように制御することにより、従来技術１の場合の処理時間と比較すると、無負荷圧状態から負荷圧状態へのシリンダ圧力の設定時間を短縮している。また、特許文献１では、荷役物を吊り上げた状態において、把持する直前の荷役物重量を記憶し、記憶した重量で算出したシリンダ圧を設定し、同圧を一定に保つことよって、オペレータが荷役物を直接把持して搬送することを可能にしている。 <Prior art 2>
In the following Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-150173), in order to solve the problem of the above-mentioned prior art 1, a cargo weight detection sensor is provided at the upper position of the cargo gripping part, and the weight of the cargo is constantly detected. By calculating the cylinder pressure required to lift the cargo from the detected weight of the cargo and setting the cylinder pressure, it is possible to change the cylinder pressure from a no-load pressure state to a loaded pressure state even when the weight of the cargo is unknown. The switching process and the cylinder pressure switching setting process from a loaded pressure state to a no-load pressure state can be performed automatically. By controlling in this manner, the setting time of the cylinder pressure from the no-load pressure state to the loaded pressure state is shortened compared to the processing time in the case of Prior Art 1. Furthermore, in Patent Document 1, when the cargo is lifted, the weight of the cargo immediately before being grasped is memorized, the cylinder pressure calculated based on the stored weight is set, and the same pressure is kept constant, so that the operator can handle the cargo. This makes it possible to directly grasp and transport objects.

特開２０１８－１５０１７３号公報JP 2018-150173 Publication

上記従来技術２では、搬送する荷役物が比較的軽量物の場合は、無負荷圧状態から負荷圧状態へのシリンダ圧の切替え処理、及び負荷圧状態から無負荷圧状態へのシリンダ圧の切替え処理を比較的短時間で行うことができるが、この制御方式では、原理的にオペレータが荷役物を上方向に持ち上げる力によって、シリンダへのエア供給流量が決まるため、荷役物が重量物になった場合、シリンダへの圧力切替え設定処理には時間がかかってしまう。従って、素早い搬送動作を要求される作業や、重量物の搬送作業には不向きである。但し、オペレータが大きな操作力で操作すれば、切替え動作時間を短縮することも可能にはなるが、そのような作業を継続して行った場合、オペレータへの負担が大きすぎて、長時間の作業には耐えられなくなると考えられる。 In conventional technology 2, when the cargo to be transported is relatively light, the cylinder pressure is switched from a no-load pressure state to a loaded pressure state, and the cylinder pressure is switched from a loaded pressure state to a no-load pressure state. Although processing can be carried out in a relatively short time, this control method theoretically determines the flow rate of air supplied to the cylinder depending on the force with which the operator lifts the object upwards, so it is possible for the object to become heavy. In this case, the pressure switching setting process for the cylinder takes time. Therefore, it is not suitable for work that requires quick transport operations or work that transports heavy objects. However, if the operator operates with a large force, it is possible to shorten the switching operation time, but if such work is performed continuously, the burden on the operator is too great and the operation takes a long time. It is thought that the work will become unbearable.

また、従来技術２では、荷役物重量検出センサの上部位置を把持してバランスモードで操作するだけでなく、荷役物重量を記憶することによって、荷役物重量検出センサの下方にある荷役物等を直接把持してバランスモードで搬送することも可能にしているが、それらの操作では、バランサの機械構造や制御部品の性能による影響を大きく受けてしまうことが考えられる。バランサの機械駆動部の摩擦が小さく、さらにシリンダ内の摺動摩擦が小さい場合は、比較的小さいバランス操作力で操作することができるが、機械駆動部の摩擦が大きい場合や、シリンダ内の摺動摩擦が大きい場合は、バランスモード時の操作力は大きくなり、オペレータに大きな負担がかかることになる。 In addition, in conventional technology 2, in addition to grasping the upper position of the cargo weight detection sensor and operating it in the balance mode, by storing the weight of the cargo, etc. Although it is possible to directly grip the balancer and transport it in balance mode, these operations are likely to be greatly affected by the mechanical structure of the balancer and the performance of the control parts. If the mechanical drive part of the balancer has low friction and the sliding friction in the cylinder is also small, it can be operated with a relatively small balance operation force, but if the mechanical drive part has high friction or the sliding friction in the cylinder If this is large, the operating force in balance mode will be large, placing a heavy burden on the operator.

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたもので、荷役物の地切り時及び着地時のシリンダ圧の設定時間の短縮化を図ることによって、素早い動作を要求される作業にも対応できるようにするとともに、軽い操作力で荷役物を搬送できるようにして、オペレータの負担を軽減させたエア式バランサを提供することを目的としている。 The present invention was made in order to solve the problems of the prior art, and by shortening the setting time of the cylinder pressure when the cargo is off the ground and when it lands, it can be used for work that requires quick movement. The purpose of the present invention is to provide an air-type balancer that can be used to transport cargo with a light operating force, thereby reducing the burden on the operator.

上記課題を解決するため、本願発明のエア式バランサは、
荷役物を把持する把持部と、前記把持部を上下動させる昇降機構と、前記昇降機構を駆動する空気圧シリンダと、前記空気圧シリンダのシリンダ圧を所定の圧力に設定する制御手段を備えたエア式バランサにおいて、
前記把持部の上方に連結し、前記荷役物の重量を検出して、前記制御手段へ重量情報信号を伝達する荷役物重量検出センサと、
前記荷役物重量検出センサの上方で前記昇降機構に取り付けられた操作部と、
前記操作部が受ける操作情報を検出して、前記制御手段へ操作部操作情報信号を伝達する操作情報検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記操作部操作情報信号に基づき、第１のバランス操作モードと第２のバランス操作モードを切り替え、
前記第１のバランス操作モードにおいて、前記制御手段は、前記操作部操作情報信号と前記重量情報信号とに基づいて前記シリンダ圧を調整し、
前記第２のバランス操作モードにおいて、前記制御手段は、前記第１のバランス操作モードから前記第２のバランス操作モードへの切替時シリンダ設定圧と、前記重量情報信号の変化量から算出した荷役物操作情報とに基づいて前記シリンダ圧を調整するように構成されている。 In order to solve the above problems, the air balancer of the present invention has the following features:
A pneumatic type comprising a gripping part for gripping a cargo, a lifting mechanism for moving the gripping part up and down, a pneumatic cylinder for driving the lifting mechanism, and a control means for setting the cylinder pressure of the pneumatic cylinder to a predetermined pressure. In the balancer,
a cargo weight detection sensor connected above the gripping portion, detecting the weight of the cargo and transmitting a weight information signal to the control means;
an operation unit attached to the lifting mechanism above the cargo weight detection sensor;
an operation information detection means for detecting operation information received by the operation section and transmitting an operation section operation information signal to the control means;
The control means switches between a first balance operation mode and a second balance operation mode based on the operation unit operation information signal,
In the first balance operation mode, the control means adjusts the cylinder pressure based on the operation unit operation information signal and the weight information signal,
In the second balance operation mode, the control means controls the cargo load calculated from the cylinder set pressure at the time of switching from the first balance operation mode to the second balance operation mode and the amount of change in the weight information signal. The cylinder pressure is adjusted based on the operation information.

好ましくは、
前記第１のバランス操作モードにおいて、
前記制御手段は、前記重量情報信号に基づくシリンダ基本設定圧と、前記操作部操作情報信号に基づくシリンダ調整圧とを算出し、
前記操作部操作情報信号が上方向への操作を示すときは、前記制御手段は、前記シリンダ基本設定圧に前記シリンダ調整圧分を増圧した圧力を前記シリンダ圧に設定し、
前記操作部情報信号が下方向への操作を示すときは、前記制御手段は、前記シリンダ基本設定圧から前記シリンダ調整圧分を減圧した圧力を前記シリンダ圧に設定する。 Preferably,
In the first balance operation mode,
The control means calculates a cylinder basic set pressure based on the weight information signal and a cylinder adjustment pressure based on the operation unit operation information signal,
When the operation unit operation information signal indicates an upward operation, the control means sets the cylinder pressure to a pressure obtained by increasing the cylinder basic set pressure by the cylinder adjustment pressure,
When the operation section information signal indicates a downward operation, the control means sets the cylinder pressure to a pressure obtained by reducing the cylinder basic setting pressure by the cylinder adjustment pressure.

また、好ましくは、
前記制御手段は、前記第１のバランス操作モードから前記第２のバランス操作モードへ切り替えるときに、前記切替時シリンダ設定圧と前記重量情報信号に基づく荷役物の切替時重量とを記憶し、
前記第２のバランス操作モードにおいて、
前記制御手段は、記憶した前記切替時重量に対する前記重量情報信号の変化量から、前記荷役物操作情報を算出し、
前記制御手段は、前記荷役物操作情報が上方向への操作を示すときは、記憶した前記切替時シリンダ設定圧に、前記荷役物操作情報に基づいて算出したシリンダ調整圧を増圧した圧力を前記シリンダ圧に設定し、
前記制御手段は、前記荷役物操作情報が下方向への操作を示すときは、記憶した前記切替時シリンダ設定圧に、前記荷役物操作情報に基づいて算出したシリンダ調整圧を減圧した圧力を前記シリンダ圧に設定する。 Also, preferably,
The control means stores, when switching from the first balance operation mode to the second balance operation mode, the cylinder set pressure at the time of switching and the weight at the time of switching of the cargo object based on the weight information signal,
In the second balance operation mode,
The control means calculates the cargo operation information from the amount of change in the weight information signal with respect to the stored weight at the time of switching,
When the cargo object operation information indicates an upward operation, the control means increases the cylinder adjustment pressure calculated based on the cargo object operation information to the stored switching cylinder set pressure. Set the cylinder pressure as above,
When the cargo object operation information indicates a downward operation, the control means applies a pressure obtained by reducing the cylinder adjustment pressure calculated based on the cargo object operation information to the stored cylinder setting pressure at the time of switching. Set to cylinder pressure.

本発明によれば、操作情報検出手段で検出された操作部操作情報によって、第１のバランス操作モードと第２のバランス操作モードの切り替えを自動で行うことができるため、両バランス操作モードの切替えをオペレータに意識させないで円滑に行うことができる。 According to the present invention, switching between the first balance operation mode and the second balance operation mode can be performed automatically based on the operation unit operation information detected by the operation information detection means, so that switching between both balance operation modes can be performed. This can be done smoothly without the operator being aware of it.

第１のバランス操作モードでは、オペレータが操作部を上方向に操作したことを検出した場合は、シリンダ基本設定圧にシリンダ調整圧分を増圧する方向でシリンダ圧を調整し、反対にオペレータが操作部を下方向に操作したことを検出した場合は、シリンダ基本設定圧からシリンダ調整圧分を減圧する方向でシリンダ圧を調整することによって、シリンダ圧の無負荷圧状態から負荷圧状態への切替え、及び、負荷圧状態から無負荷圧状態への切替えを素早く行えるため、作業時間を短縮し作業性を向上させることができる。さらに、把持した荷役物を空中に吊り上げた場合では、シリンダ基本設定圧にシリンダ調整圧分を加えて調整することによって、空中における操作力を軽減させオペレータへの負担を軽くすることができる。 In the first balance operation mode, when it is detected that the operator has operated the operating section upward, the cylinder pressure is adjusted in the direction of increasing the cylinder adjustment pressure to the cylinder basic set pressure, and in the opposite direction, the operator operates If it is detected that the cylinder has been operated downward, the cylinder pressure is switched from a no-load pressure state to a loaded pressure state by adjusting the cylinder pressure in the direction of reducing the cylinder adjustment pressure from the cylinder basic set pressure. Also, since the loaded pressure state can be quickly switched to the no-load pressure state, the working time can be shortened and the workability can be improved. Furthermore, when the gripped cargo is lifted into the air, the cylinder adjustment pressure is added to the basic cylinder setting pressure to adjust it, thereby reducing the operating force in the air and reducing the burden on the operator.

第２のバランス操作モードでは、オペレータが荷役物を把持して上方向に操作した場合は、切替時シリンダ設定圧にシリンダ調整圧分を増圧する方向でシリンダ圧を調整し、反対にオペレータが下方向に操作した場合は、切替時シリンダ設定圧からシリンダ調整圧分を減圧する方向でシリンダ圧を調整するので、空中における操作力を軽減させオペレータへの負担を軽くすることができる。 In the second balance operation mode, when the operator grips a load and operates it upward, the cylinder pressure is adjusted in the direction of increasing the cylinder adjustment pressure to the cylinder set pressure at the time of switching, and on the other hand, when the operator When operated in the direction, the cylinder pressure is adjusted in the direction of reducing the cylinder adjustment pressure from the cylinder setting pressure at the time of switching, so the operating force in the air can be reduced and the burden on the operator can be reduced.

図１は本願の実施形態に係るエア式バランサの全体構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an air balancer according to an embodiment of the present application. 図２は本願の実施形態に係るエア式バランサの第１のバランス操作モードにおいて使用するシリンダ圧設定手段の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the cylinder pressure setting means used in the first balance operation mode of the air balancer according to the embodiment of the present application. 図３は本願の実施形態に係る第１のバランス操作モードの地切り動作時における、操作力及び操作方向→シリンダ調整圧変換手段が有る場合と無い場合のシリンダ圧の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in cylinder pressure with and without a cylinder adjustment pressure conversion means from the operating force and operating direction during the ground-off operation in the first balance operation mode according to the embodiment of the present application. 図４は本願の実施形態に係るエア式バランサの第２のバランス操作モードにおいて使用するシリンダ圧設定手段の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of the cylinder pressure setting means used in the second balance operation mode of the air balancer according to the embodiment of the present application. 図５は本願の実施形態に係るエア式バランサの第２のバランス操作モード時に検出される荷役物重量の変化に対する設定シリンダ圧の変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in the set cylinder pressure with respect to a change in the weight of the cargo detected during the second balance operation mode of the pneumatic balancer according to the embodiment of the present application. 図６は本願の実施形態に係るエア式バランサの操作情報検出センサにロードセル又は歪みゲージを使用した場合の操作グリップの制御構成図である。FIG. 6 is a control configuration diagram of the operation grip when a load cell or a strain gauge is used as the operation information detection sensor of the air balancer according to the embodiment of the present application. 図７は本願の実施形態に係るエア式バランサのアナログ操作量情報検出センサの操作力に対する出力特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the output characteristics of the analog operation amount information detection sensor of the air balancer according to the embodiment of the present application with respect to the operation force. 図８は本願の実施形態に係るエア式バランサの操作情報検出センサに操作有無検出用スイッチを使用した場合の操作グリップの制御構成図である。FIG. 8 is a control configuration diagram of the operating grip when an operation detection switch is used as the operation information detection sensor of the air balancer according to the embodiment of the present application. 図９は本願の実施形態に係るエア式バランサの操作情報検出センサに操作有無検出用スイッチを使用した場合のモード切替手段を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing mode switching means when an operation detection switch is used as the operation information detection sensor of the air balancer according to the embodiment of the present application.

図１乃至図９を参照しながら、本願の実施形態に係るエア式バランサ１００について説明する。図１は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００の全体構成を示す構成図である。 An air balancer 100 according to an embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an air balancer 100 according to an embodiment of the present application.

（全体構成）
エア式バランサ１００は、略水平方向の中心軸線を有する概略円柱状の外形をしたケーシング２を有する。ケーシング２の上部にはバランサ吊り具３が取り付けられている。バランサ吊り具３は、エア式バランサ１００を任意の場所に吊り下げるために使用することができる。 (overall structure)
The air balancer 100 has a casing 2 having a generally cylindrical outer shape and having a central axis in a generally horizontal direction. A balancer hanger 3 is attached to the upper part of the casing 2. The balancer hanger 3 can be used to suspend the air balancer 100 at any location.

ケーシング２の内側には、中心軸線に沿ってボールねじシャフト４が設けられている。ボールねじシャフト４の外周には螺旋状の転動溝が形成されている。ボールねじシャフト４にはボールねじナット５が外嵌している。ボールねじナット５の内側には、ボールねじシャフト４の転動溝に対応する螺旋状の転動溝が形成されている。ボールねじシャフト４の転動溝とボールねじナット５の転動溝の間には不図示のボールが複数配置されている。ボールねじシャフト４、ボールねじナット５、及び複数のボールは、ボールねじ装置を構成する。 A ball screw shaft 4 is provided inside the casing 2 along the central axis. A spiral rolling groove is formed on the outer periphery of the ball screw shaft 4. A ball screw nut 5 is fitted onto the ball screw shaft 4. A spiral rolling groove corresponding to the rolling groove of the ball screw shaft 4 is formed inside the ball screw nut 5 . A plurality of balls (not shown) are arranged between the rolling groove of the ball screw shaft 4 and the rolling groove of the ball screw nut 5. The ball screw shaft 4, the ball screw nut 5, and the plurality of balls constitute a ball screw device.

ボールねじナット５には円柱状の回転ドラム６が外嵌している。回転ドラム６は、ボールねじナット５とともに回転しながら、ボールねじシャフト４の中心軸線方向に移動することができる。 A cylindrical rotating drum 6 is fitted onto the ball screw nut 5. The rotating drum 6 can move in the central axis direction of the ball screw shaft 4 while rotating together with the ball screw nut 5.

回転ドラム６の周囲には、懸垂部材として、ワイヤ７が巻き付けられている。ワイヤ７の一方の端部は回転ドラム６に固定されている。ワイヤ７の他方の端部側の部分は、ケーシング２の下部に形成された開口部から外に出て、重力方向に延びている。本実施形態においては、懸垂部材として、紐状部材を採用することができる。紐状部材としては、ワイヤの他、例えば、チェーンを採用することもできる。 A wire 7 is wound around the rotating drum 6 as a suspension member. One end of the wire 7 is fixed to the rotating drum 6. The other end portion of the wire 7 comes out from an opening formed in the lower part of the casing 2 and extends in the direction of gravity. In this embodiment, a string-like member can be employed as the suspension member. In addition to wire, for example, a chain can also be used as the string-like member.

ケーシング２の内側で、回転ドラム６の一方の端面にはピストン８が固定されている。ケーシング２及びピストン８は、ケーシング２の中心軸線方向でピストン８に対して回転ドラム６とは反対側にシリンダ空気室９を形成している。シリンダ空気室９は気密に保たれる。ピストン８とシリンダ空気室９は空気圧シリンダを構成する。ボールねじシャフト４、ボールねじナット５、ピストン８及びシリンダ空気室９は、圧縮空気の供給を受けて回転ドラム６を回転させるトルク発生機構を構成する。また、トルク発生機構、回転ドラム６及びワイヤ７は、後述の把持部を上下動させる昇降機構を構成する。昇降機構は、圧縮空気の供給を受けた空気圧シリンダによって駆動する。 A piston 8 is fixed to one end surface of a rotating drum 6 inside the casing 2. The casing 2 and the piston 8 form a cylinder air chamber 9 on the side opposite to the rotating drum 6 with respect to the piston 8 in the central axis direction of the casing 2 . The cylinder air chamber 9 is kept airtight. The piston 8 and the cylinder air chamber 9 constitute a pneumatic cylinder. The ball screw shaft 4, the ball screw nut 5, the piston 8, and the cylinder air chamber 9 constitute a torque generating mechanism that rotates the rotary drum 6 in response to supply of compressed air. Further, the torque generating mechanism, the rotating drum 6, and the wire 7 constitute an elevating mechanism that moves the gripping portion up and down, which will be described later. The lifting mechanism is driven by a pneumatic cylinder supplied with compressed air.

シリンダ空気室９側のケーシング２の端面には、制御ボックス１０が取り付けられている。制御ボックス１０には、制御手段１１、シリンダ圧設定入力ポート１２、圧力比例制御弁１３が設けられている。制御手段１１は、シリンダ圧設定入力ポート１２を介して圧力比例制御弁１３を制御する。なお、制御ボックス１０の取り付け位置はこれに限らず、シリンダ空気室９の周辺の任意の位置に配置することができる。 A control box 10 is attached to the end surface of the casing 2 on the cylinder air chamber 9 side. The control box 10 is provided with a control means 11, a cylinder pressure setting input port 12, and a pressure proportional control valve 13. The control means 11 controls a pressure proportional control valve 13 via a cylinder pressure setting input port 12. Note that the mounting position of the control box 10 is not limited to this, and can be placed at any position around the cylinder air chamber 9.

圧力比例制御弁１３は、エア供給部１４と、給気口１５と、排気口１６とに管状部材で接続されている。エア供給部１４は、コンプレッサ等の圧縮空気の供給源（不図示）から、圧縮空気を取り込む。圧縮空気は、圧力比例制御弁１３を介して給気口１５からシリンダ空気室９へ供給される。圧力比例制御弁１３は制御手段１１によって制御される。圧力比例制御弁１３は、圧縮空気の供給源からシリンダ空気室９への圧縮空気の流量を調整し、また、シリンダ空気室９内の空気を排気口１６から排出する。 The pressure proportional control valve 13 is connected to the air supply section 14, the air supply port 15, and the exhaust port 16 through a tubular member. The air supply unit 14 takes in compressed air from a compressed air supply source (not shown) such as a compressor. Compressed air is supplied to the cylinder air chamber 9 from the air supply port 15 via the pressure proportional control valve 13 . The pressure proportional control valve 13 is controlled by the control means 11. The pressure proportional control valve 13 adjusts the flow rate of compressed air from the compressed air supply source to the cylinder air chamber 9, and also discharges the air in the cylinder air chamber 9 from the exhaust port 16.

ケーシング２から外に延びたワイヤ７の下端部周辺には、操作グリップ２０と、操作情報検出センサ２１と、荷役物重量検出センサ２２と、荷役物吊り具２３とが設けられている。荷役物重量検出センサ２２は、ワイヤ７の端部に取り付けられている。荷役物吊り具２３は、荷役物重量検出センサ２２の下部に取り付けられている。荷役物重量検出センサ２２は、荷役物３０の重量を検出して、制御手段１１へ重量情報信号を伝達又は発信する。本実施形態においては、荷役物３０を把持する把持部として、荷役物吊り具２３を用いているが、本願発明においてはこれに限られない。把持部は、荷役物３０の種類、作業内容等に応じて任意のものを選択することができる。また、把持部は、荷役物重量検出センサ２２の下方に連結してあれば良く、把持部と荷役物重量検出センサ２２との間に他の部材が配置されても良い。操作情報検出センサ２１及び荷役物重量検出センサ２２は、接続ケーブル２４によって制御手段１１に接続されている。 An operation grip 20, an operation information detection sensor 21, a cargo weight detection sensor 22, and a cargo hanger 23 are provided around the lower end of the wire 7 extending outward from the casing 2. The cargo weight detection sensor 22 is attached to the end of the wire 7. The load hanging tool 23 is attached to the lower part of the load weight detection sensor 22. The cargo weight detection sensor 22 detects the weight of the cargo 30 and transmits or transmits a weight information signal to the control means 11 . In the present embodiment, the cargo hoist 23 is used as the gripping section for grasping the cargo 30, but the present invention is not limited to this. Any gripping part can be selected depending on the type of cargo 30, the content of work, etc. Further, the gripping portion only needs to be connected below the load/unloading object weight detection sensor 22, and another member may be arranged between the gripping portion and the loading/unloading object weight detection sensor 22. The operation information detection sensor 21 and the cargo weight detection sensor 22 are connected to the control means 11 by a connection cable 24.

操作グリップ２０は円筒状をしており、その内側にワイヤ７が通されている。操作グリップ２０は、オペレータが荷役物３０を操作する際に把持することができる操作部を構成する。操作部として操作グリップ２０を採用することで、オペレータが直感的にエア式バランサ１００を操作することが可能となり、好ましい。しかし、本願発明において、操作部は操作グリップ２０に限定されず、作業内容や荷役物の重量等に応じて適切なものを採用することができる。操作情報検出センサ２１は、操作グリップ２０とワイヤ７の重力方向の相対移動を検出する。検出結果は、操作部操作情報信号として、接続ケーブル２４を介して制御手段１１へ伝達される。 The operation grip 20 has a cylindrical shape, and the wire 7 is passed through the inside thereof. The operation grip 20 constitutes an operation section that can be held by an operator when operating the cargo object 30. By employing the operation grip 20 as the operation section, it is possible for the operator to intuitively operate the air balancer 100, which is preferable. However, in the present invention, the operating section is not limited to the operating grip 20, and an appropriate operating section can be adopted depending on the content of the work, the weight of the cargo, etc. The operation information detection sensor 21 detects relative movement between the operation grip 20 and the wire 7 in the direction of gravity. The detection result is transmitted to the control means 11 via the connection cable 24 as an operation unit operation information signal.

荷役物重量検出センサ２２は、荷役物吊り具２３に吊り下げられた荷役物３０の重量を検出することができる。また、荷役物重量検出センサ２２は、荷役物３０が接地した状態においては、荷役物吊り具２３によって荷役物３０に加えられている上昇方向の力を検出することができる。検出結果は、重量情報信号として、接続ケーブル２４を介して制御手段１１へ伝達される。荷役物３０はスリングベルト３１等により荷役物吊り具２３に吊り下げることができる。なお、操作情報検出センサ２１又は荷役物重量検出センサ２２と制御手段１１とは、有線接続に限らず、無線接続とすることもできる。 The cargo weight detection sensor 22 can detect the weight of the cargo 30 suspended from the cargo hanging device 23 . In addition, the load object weight detection sensor 22 can detect the force in the upward direction applied to the load object 30 by the load object hanger 23 when the load object 30 is in contact with the ground. The detection result is transmitted to the control means 11 via the connection cable 24 as a weight information signal. The cargo 30 can be suspended from the cargo hanger 23 using a sling belt 31 or the like. Note that the connection between the operation information detection sensor 21 or the cargo weight detection sensor 22 and the control means 11 is not limited to a wired connection, but may also be a wireless connection.

＜バランス操作モード＞
本実施形態に係るエア式バランサ１００は、オペレータが、直接荷役物３０を把持するか、あるいは、操作グリップ２０を操作して、荷役物３０を軽い操作力で動かすことができる「バランス操作モード」を備えている。また、バランス操作モードには「第１のバランス操作モード」と「第２のバランス操作モード」があり、両モードは制御手段１１によって切り替えられる。 <Balance operation mode>
The pneumatic balancer 100 according to the present embodiment has a "balance operation mode" in which the operator can move the cargo object 30 with a light operating force by directly grasping the cargo object 30 or by operating the operation grip 20. It is equipped with Further, the balance operation mode includes a "first balance operation mode" and a "second balance operation mode", and both modes are switched by the control means 11.

「第１のバランス操作モード」は、オペレータが操作グリップ２０を把持して操作する際に使用される。第１のバランス操作モードでは、荷役物重量検出センサ２２によって荷役物３０の重量を検出し、アシスト機構が荷役物３０の重量に応じたアシスト力をワイヤ７に加えることにより、重量が不明の荷役物３０や多種類の重量の異なる荷役物３０でも、軽い操作力で荷役物３０を吊り上げることを可能にしている。 The "first balance operation mode" is used when the operator grips and operates the operation grip 20. In the first balance operation mode, the weight of the cargo object 30 is detected by the cargo object weight detection sensor 22, and the assist mechanism applies an assist force to the wire 7 according to the weight of the cargo object 30, thereby handling the cargo whose weight is unknown. This makes it possible to lift the cargo 30 with a light operating force even when the cargo 30 or many kinds of cargo 30 having different weights are used.

「第２のバランス操作モード」は、オペレータが、荷役物３０を吊り上げた状態で、荷役物重量検出センサ２２よりも下にある部分、即ち、荷役物吊り具２３、スリングベルト３１又は荷役物３０を把持して、荷役物３０を操作する場合に使用される。本実施形態に係るエア式バランサ１００は、第１のバランス操作モードと第２のバランス操作モードを作業に合わせて自動で切り替える。 In the "second balance operation mode", when the operator lifts the cargo 30, the operator selects the part below the cargo weight detection sensor 22, that is, the cargo suspension 23, the sling belt 31, or the cargo 30. It is used when gripping and operating the cargo 30. The air balancer 100 according to this embodiment automatically switches between the first balance operation mode and the second balance operation mode according to the work.

＜第１のバランス操作モード＞
第１のバランス操作モードについて、操作手順に沿って説明する。まず、オペレータは、接地した荷役物３０のスリングベルト３１を荷役物吊り具２３に掛ける。この状態から操作グリップ２０を上昇方向に操作すると、操作情報検出センサ２１により上昇方向の操作がされたこと、及び、その操作力を示す操作部操作情報信号が、接続ケーブル２４を介して制御手段１１に入力される。 <First balance operation mode>
The first balance operation mode will be explained along the operation procedure. First, the operator hangs the sling belt 31 of the cargo object 30 that has touched the ground on the cargo object hoist 23 . When the operation grip 20 is operated in the upward direction from this state, the operation information detection sensor 21 detects that the operation in the upward direction has been performed and an operation section operation information signal indicating the operating force is transmitted to the control means via the connection cable 24. 11.

上昇方向の操作がされたことを示す操作部操作情報信号が入力させた制御手段１１は、圧力比例制御弁１３を用いてシリンダ空気室９内の気圧を、操作力に比例対応した圧力分上昇させる。圧力比例制御弁１３は、制御手段１１が設定したシリンダ圧設定入力ポート１２の圧力と同じ圧力を給気口１５に設定する。 The control means 11 inputted with the operating part operation information signal indicating that the operation in the upward direction has been performed uses the pressure proportional control valve 13 to increase the air pressure in the cylinder air chamber 9 by a pressure proportionate to the operating force. let The pressure proportional control valve 13 sets the same pressure in the air supply port 15 as the pressure in the cylinder pressure setting input port 12 set by the control means 11 .

シリンダ空気室９に圧縮空気が供給されると、ピストン８はボールねじシャフト４の中心軸線方向で回転ドラム側へ移動する。これにより、ボールねじナット５及び回転ドラム６は、ワイヤ７を巻き上げる方向に回転する。 When compressed air is supplied to the cylinder air chamber 9, the piston 8 moves toward the rotating drum in the direction of the central axis of the ball screw shaft 4. As a result, the ball screw nut 5 and the rotating drum 6 rotate in the direction in which the wire 7 is wound up.

ワイヤ７が巻き上げられると、荷役物重量検出センサ２２が上方に移動し、荷役物３０の一部の重量を検出して、その重量を示す重量情報信号が制御手段１１に入力される。制御手段１１は、所定の単位時間に変化した検出重量に比例対応したシリンダ圧を、操作グリップ２０の操作力に比例対応した圧力に加算して、シリンダ圧設定入力ポート１２に設定する。この結果、シリンダ空気室９の圧力が上昇し、ピストン８が更に回転ドラム６側に押され、ワイヤ７を巻き上げようとする。 When the wire 7 is wound up, the cargo object weight detection sensor 22 moves upward, detects the weight of a part of the cargo object 30, and inputs a weight information signal indicating the weight to the control means 11. The control means 11 adds a cylinder pressure proportional to the detected weight that changes in a predetermined unit time to a pressure proportional to the operating force of the operating grip 20, and sets the added cylinder pressure to the cylinder pressure setting input port 12. As a result, the pressure in the cylinder air chamber 9 increases, the piston 8 is further pushed toward the rotating drum 6, and the wire 7 tends to be wound up.

これによりワイヤ７に更に大きな張力がかかると、荷役物重量検出センサ２２で検出される荷役物３０の重量は更に大きくなる。このように、「検出重量の増加」、「シリンダ圧の上昇」、「ワイヤ７の張力の上昇」が繰り返され、最終的には全ての荷役物３０の重量が荷役物重量検出センサ２２で検出され、検出重量の変化が生じなくなる。これにより、荷役物３０の全重量に比例対応した圧力がシリンダ圧として設定され、荷役物３０の地切りが完了する。 As a result, when a larger tension is applied to the wire 7, the weight of the cargo 30 detected by the cargo weight detection sensor 22 becomes even larger. In this way, "increase in detected weight", "increase in cylinder pressure", and "increase in tension of wire 7" are repeated, and finally the weight of all the cargo 30 is detected by the cargo weight detection sensor 22. The detected weight will no longer change. As a result, a pressure proportional to the total weight of the cargo object 30 is set as the cylinder pressure, and the cutting of the cargo object 30 is completed.

次に、荷役物３０を接地させる操作手順について説明する。荷役物３０を吊り下げた状態でオペレータが操作グリップ２０を下降方向に操作すると、操作情報検出センサ２１がそれを検出し、検出結果が操作部操作情報信号として制御手段１１に入力される。制御手段１１は、荷役物３０の全重量に比例対応した圧力から操作力に比例対応した圧力だけ減じた圧力をシリンダ圧設定入力ポート１２に設定する。これにより、シリンダ空気室９内の空気が圧力比例制御弁１３を通って排気口１６から排出され、シリンダ空気室９内の圧力が低下する。ワイヤ７は荷役物３０の重量等によって下降方向の力を受けているため、シリンダ空気室９内の圧力が低下すると、ワイヤ７が回転ドラム６を巻き下げ方向に回転させる。この時、ボールねじナット５、回転ドラム６、ピストン８は、ボールねじシャフト４の中心軸線方向でシリンダ空気室９側に移動する。 Next, the operating procedure for grounding the cargo 30 will be explained. When the operator operates the operating grip 20 in the downward direction while the cargo object 30 is suspended, the operating information detection sensor 21 detects this, and the detection result is input to the control means 11 as an operating unit operating information signal. The control means 11 sets a pressure in the cylinder pressure setting input port 12 that is obtained by subtracting a pressure proportional to the operating force from a pressure proportional to the total weight of the cargo 30. As a result, the air in the cylinder air chamber 9 passes through the pressure proportional control valve 13 and is discharged from the exhaust port 16, and the pressure in the cylinder air chamber 9 decreases. Since the wire 7 receives a force in the downward direction due to the weight of the cargo 30, etc., when the pressure in the cylinder air chamber 9 decreases, the wire 7 rotates the rotary drum 6 in the downward direction. At this time, the ball screw nut 5, rotating drum 6, and piston 8 move toward the cylinder air chamber 9 in the direction of the central axis of the ball screw shaft 4.

荷役物３０が接地すると、荷役物３０の重量の一部が、接地面に支持され、荷役物重量検出センサ２２で検出される重量が低下する。制御手段１１は、所定の単位時間に変化した検出重量に比例対応した圧力を、変化前の圧力から減じた圧力をシリンダ圧設定入力ポート１２に設定する。この結果、検出重量の低下分だけシリンダ空気室９の中が減圧され、その減圧分だけワイヤ７にかかる張力が低下する。これにより、荷役物重量検出センサ２２で検出される重量が更に小さくなり、それに応じて制御手段１１はシリンダ圧を低下させる。荷役物３０の全重量が接地面で支持され、検出重量の変化が生じなくなるまで、これを繰り返す。 When the cargo object 30 touches the ground, part of the weight of the cargo object 30 is supported by the ground surface, and the weight detected by the cargo object weight detection sensor 22 decreases. The control means 11 sets the cylinder pressure setting input port 12 to a pressure proportional to the detected weight that has changed in a predetermined unit time, which is subtracted from the pressure before the change. As a result, the pressure in the cylinder air chamber 9 is reduced by the amount of the decrease in the detected weight, and the tension applied to the wire 7 is reduced by the amount of the reduction in pressure. As a result, the weight detected by the cargo weight detection sensor 22 becomes even smaller, and the control means 11 reduces the cylinder pressure accordingly. This process is repeated until the entire weight of the cargo 30 is supported on the ground surface and there is no change in the detected weight.

＜第１のバランス操作モードにおける制御手段の構成＞
図２は、上述した第１のバランス操作モードにおける制御手段１１の制御構成図である。図２に示すように、圧力比例制御弁１３のシリンダ圧設定入力ポート１２に設定する圧力は、以下の（１）から（３）の圧力の総和とする。なお、「無負荷圧状態」とは、荷役物３０を荷役物吊り具２３に吊り下げていない状態で、回転ドラム６が停止するシリンダ圧が設定された状態を意味する。また、「負荷圧状態」とは無負荷圧状態よりも高いシリンダ圧が設定された状態を意味する。
（１）「無負荷圧状態時のシリンダ圧記憶手段」に記憶されている無負荷圧時のシリンダ圧
（２）「荷役物重量検出センサ２２」→「荷役物重量検出手段」→「荷役物重量→シリンダ圧変換手段」を通して検出される荷役物重量に比例対応させたシリンダ圧（シリンダ基本設定圧）
（３）「操作情報検出センサ２１」→「操作力及び操作方向検出手段」→「操作力及び操作方向→調整圧変換手段」を通して検出される操作力に比例対応させたシリンダ調整圧
シリンダ圧設定入力ポート１２に設定された圧力は、圧力比例制御弁１３を介して、そのままシリンダ圧となる。 <Configuration of control means in first balance operation mode>
FIG. 2 is a control configuration diagram of the control means 11 in the first balance operation mode described above. As shown in FIG. 2, the pressure set in the cylinder pressure setting input port 12 of the pressure proportional control valve 13 is the sum of the following pressures (1) to (3). Note that the "no-load pressure state" means a state in which the cylinder pressure at which the rotating drum 6 stops is set when the cargo 30 is not suspended from the cargo hanger 23. Furthermore, the term "load pressure state" means a state in which a cylinder pressure higher than the no-load pressure state is set.
(1) Cylinder pressure at no-load pressure stored in the "cylinder pressure storage means for no-load pressure state" (2) "Cargo weight detection sensor 22" → "Cargo weight detection means" → "Cargo Cylinder pressure that corresponds proportionally to the weight of the cargo detected through the weight → cylinder pressure conversion means (basic cylinder setting pressure)
(3) Cylinder adjustment pressure Cylinder pressure setting proportional to the operating force detected through "operation information detection sensor 21" → "operation force and operation direction detection means" → "operation force and operation direction → adjustment pressure conversion means" The pressure set at the input port 12 directly becomes cylinder pressure via the pressure proportional control valve 13.

図３は、第１のバランス操作モードの地切り動作時における、操作力及び操作方向→シリンダ調整圧変換手段２７が有る場合と無い場合のシリンダ圧の変化を示すグラフである。第１のバランス操作モードにおいて、操作力及び操作方向→シリンダ調整圧変換手段２７が有る場合と無い場合で、エア式バランサ１００の把持部（荷役物吊り具２３）で荷役物３０を把持し上方向に一定の操作力で操作した場合のシリンダ圧の変化を示している。操作情報検出手段を備えた場合、同手段がない場合と比較すると、短時間でシリンダ圧が地切り圧まで達し荷役物の地切り動作が開始されることが分かる。 FIG. 3 is a graph showing changes in cylinder pressure with and without the cylinder adjustment pressure conversion means 27 from the operating force and operating direction during the ground-off operation in the first balance operation mode. In the first balance operation mode, the cargo object 30 is grasped by the gripping part (the cargo object hanger 23) of the pneumatic balancer 100, with and without the operating force and operation direction→cylinder adjustment pressure conversion means 27. It shows the change in cylinder pressure when operated with a constant operating force in the direction. It can be seen that when the operation information detection means is provided, the cylinder pressure reaches the cutting pressure in a short time and the cutting operation of the cargo is started in a short time compared to the case without the same means.

図３のグラフは、荷役物３０が着地している状態（シリンダ圧が無負荷圧状態）から、荷役物３０を地切りさせ吊り上げた状態（負荷圧状態）に移行させるまでの動作を示しているが、この逆の動作、即ち荷役物３０を吊り上げた状態（負荷圧状態）から荷役物を着地させた状態（無負荷圧状態）へ移行させる動作においても、同じようにシリンダ圧の切替え処理時間は短縮される。 The graph in FIG. 3 shows the operation from the state in which the cargo object 30 is on the ground (the cylinder pressure is in a no-load pressure state) to the state in which the cargo object 30 is lifted off the ground (in a loaded pressure state). However, in the reverse operation, that is, when moving the cargo object 30 from a lifted state (load pressure state) to a state in which the cargo object has landed (no-load pressure state), the cylinder pressure switching process is performed in the same way. Time is reduced.

＜第２のバランス操作モード＞
次に、荷役物３０を吊り上げた状態で、荷役物重量検出センサ２２よりも下にある部分、例えば、荷役物３０を把持してバランス操作する第２のバランス操作モードについて説明する。 <Second balance operation mode>
Next, a second balance operation mode in which a balance operation is performed by gripping a portion below the load object weight detection sensor 22, for example, the load object 30 in a state where the load object 30 is lifted, will be described.

第１のバランス操作モードで荷役物３０を空中に吊り上げた後、操作情報検出センサ２１が操作グリップ２０の操作を検出しない状態、又は、所定の操作力以上の操作を検出しない状態が所定の時間続くと、第１のバランス操作モードから第２のバランス操作モードに切り替わる。モードの切り替えについては後述する。第２のバランス操作モードでは、第１のバランス操作モードとは異なり、荷役物３０を無負荷圧状態で接地した状態からシリンダ圧を増圧して地切りさせることはできない。また、第２のバランス操作モードでは、負荷圧状態から無負荷圧状態になるまでシリンダ圧を減圧して荷役物３０を取り外すこともできない。 After the cargo object 30 is lifted into the air in the first balance operation mode, the operation information detection sensor 21 does not detect any operation of the operation grip 20 or does not detect any operation with more than a predetermined operating force for a predetermined period of time. Subsequently, the first balance operation mode is switched to the second balance operation mode. Mode switching will be described later. In the second balance operation mode, unlike the first balance operation mode, it is not possible to increase the cylinder pressure to bring the cargo object 30 off the ground from a state in which it is grounded in a no-load pressure state. Further, in the second balance operation mode, it is also not possible to reduce the cylinder pressure and remove the cargo object 30 from the loaded pressure state to the no-load pressure state.

＜第２のバランス操作モードにおける制御手段の構成＞
図４は本実施形態に係るエア式バランサ１００の第２のバランス操作モードで使用するシリンダ圧設定手段の構成図である。第１のバランス操作モードから第２のバランス操作モードに切り替える際、制御手段１１は「第２のバランス操作モードへの切り替え直前の荷役物重量記憶手段」によって荷役物重量を記憶するとともに、「第２のバランス操作モードへの切り替え直前のシリンダ圧記憶手段」でシリンダ圧も合わせて記憶する。 <Configuration of control means in second balance operation mode>
FIG. 4 is a configuration diagram of the cylinder pressure setting means used in the second balance operation mode of the air balancer 100 according to the present embodiment. When switching from the first balance operation mode to the second balance operation mode, the control means 11 stores the weight of the load using the ``load weight storage means immediately before switching to the second balance operation mode'' and 2, the cylinder pressure immediately before switching to the balance operation mode is also stored.

図４に示すように、シリンダ圧設定入力ポート１２に設定する圧力は、以下の（１）及び（２）の圧力を加算することにより算出する。
（１）第２のバランス操作モードへの切り替え時に記憶したシリンダ圧（切替時シリンダ設定圧）
（２）「第２のバランス操作モードへの切り替え直前の荷役物重量記憶手段」に記憶した荷役物重量記憶値（切替時重量）と、「荷役物重量検出センサ２２」→「荷役物重量検出手段」で現在検出している荷役物重量値との差（荷役物操作情報）を求め、その重量差に比例対応させた調整圧
上記（２）で算出した重量差は、オペレータが直接荷役物３０に加えた操作力及び操作の方向を示す。重量差から算出する調整圧は、上昇方向の操作の場合は正値（シリンダ圧を加圧）にし、下降方向の操作の場合は負値（シリンダ圧を減圧）となる。 As shown in FIG. 4, the pressure set in the cylinder pressure setting input port 12 is calculated by adding the pressures in (1) and (2) below.
(1) Cylinder pressure memorized when switching to the second balance operation mode (cylinder set pressure at switching)
(2) The cargo weight memory value (weight at the time of switching) stored in the "cargo weight storage means immediately before switching to the second balance operation mode" and the "cargo weight detection sensor 22" → "cargo weight detection" The difference between the weight value of the load and the load currently detected by the operator (loader operation information) is calculated, and the adjustment pressure is adjusted proportionally to the weight difference. The operating force applied to 30 and the direction of the operation are shown. The adjustment pressure calculated from the weight difference takes a positive value (increasing the cylinder pressure) in the case of an operation in the upward direction, and takes a negative value (decreasing the cylinder pressure) in the case of an operation in the downward direction.

図５は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００の第２のバランス操作モードで荷役物重量検出センサ２２によって検出される重量情報の変化に対する設定シリンダ圧の変化を示すグラフである。第２のバランス操作モードでは、オペレータが荷役物３０に操作力を加えていない時、即ち、荷役物重量検出センサ２２が検出した重量情報に変化がない時、記憶された切替時シリンダ設定圧（図中ア）が設定される。無操作状態からオペレータが荷役物３０を把持して上昇方向に操作すると、荷役物重量検出センサ２２で検出される重量は、操作力分だけ軽くなる。この場合、検出した重量を、記憶した切替時重量から差し引いた重量差は正値となるため、制御手段１１は、この重量差に比例対応させた調整圧（図中イ－１）を、記憶したシリンダ圧（図中ア）に加えた圧力を、シリンダ圧設定入力ポート１２に設定する。これにより、ワイヤ７が巻き上げられ、オペレータは軽い操作力で荷役物３０を上方に移動させることができる。 FIG. 5 is a graph showing a change in the set cylinder pressure with respect to a change in the weight information detected by the cargo weight detection sensor 22 in the second balance operation mode of the pneumatic balancer 100 according to the embodiment of the present application. In the second balance operation mode, when the operator is not applying any operating force to the cargo object 30, that is, when there is no change in the weight information detected by the cargo object weight detection sensor 22, the stored switching cylinder setting pressure ( A) in the figure is set. When the operator grasps the cargo object 30 and operates it in the upward direction from a non-operating state, the weight detected by the cargo object weight detection sensor 22 becomes lighter by the amount of the operating force. In this case, since the weight difference obtained by subtracting the detected weight from the stored switching weight is a positive value, the control means 11 stores the adjustment pressure (A-1 in the figure) proportional to this weight difference. The pressure added to the cylinder pressure (A in the figure) is set to the cylinder pressure setting input port 12. As a result, the wire 7 is wound up, and the operator can move the cargo 30 upward with a light operating force.

一方、オペレータが、把持した荷役物３０を下降方向に操作した場合、荷役物重量検出センサ２２で検出される重量は、「第２のバランス操作モードへの切り替え直前の荷役物重量記憶手段」で記憶した切替時重量よりも重くなるため、この場合の重量差は負値となる。重量差が負値の場合、制御手段１１は、この重量差に比例対応した調整圧（図中イ－２）を、記憶したシリンダ圧から減じた圧力を、シリンダ圧設定入力ポート１２に設定する。これにより、シリンダ圧による巻き上げ方向の力よりも、荷役物３０の重量等による巻き出し方向の力が大きくなり、荷役物３０は下降する。 On the other hand, when the operator operates the held cargo 30 in the downward direction, the weight detected by the cargo weight detection sensor 22 is stored in the "material weight storage means immediately before switching to the second balance operation mode". Since the weight becomes heavier than the stored switching weight, the weight difference in this case becomes a negative value. When the weight difference is a negative value, the control means 11 sets the adjustment pressure (A-2 in the figure) proportionally corresponding to this weight difference to the cylinder pressure setting input port 12 by subtracting it from the stored cylinder pressure. . As a result, the force in the unwinding direction due to the weight of the cargo object 30 becomes larger than the force in the winding direction due to the cylinder pressure, and the cargo object 30 descends.

以上に説明したように、第２のバランス操作モードでは、オペレータが荷役物３０を上昇方向に操作する場合は、記憶したシリンダ圧にシリンダ調整圧を増圧し（図中イ－１）、オペレータが荷役物３０を下降方向に操作する場合は、記憶したシリンダ圧からシリンダ調整圧を減圧することになる（図中イ－２）。このようにシリンダ圧を制御することにより、オペレータは軽い操作力で荷役物３０を操作することができる。 As explained above, in the second balance operation mode, when the operator operates the cargo 30 in the upward direction, the cylinder adjustment pressure is increased to the stored cylinder pressure (A-1 in the figure), and the operator When operating the cargo 30 in the downward direction, the cylinder adjustment pressure is reduced from the stored cylinder pressure (A-2 in the figure). By controlling the cylinder pressure in this manner, the operator can operate the cargo object 30 with light operating force.

＜アナログセンサを使用したバランス操作モード切替え方法＞
図６は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００の操作グリップ２０に、操作情報検出センサ２１として、ロードセル又は歪みゲージセンサ等のアナログ操作量情報検出センサを使用した場合の制御構成図である。ワイヤ７の先端は固定部２６において荷役物重量検出センサ２２に固定されている。ロードセル又は歪みゲージセンサからの操作力及び操作方向の操作部操作情報は、ロードセル又はひずみゲージ用のアンプ２５を介して「操作力及び操作方向検出手段」、「バランス操作モード検出手段」で検出され、バランス操作モード情報を信号として制御手段１１へ出力する。 <How to switch balance operation mode using analog sensor>
FIG. 6 is a control configuration diagram when an analog operation amount information detection sensor such as a load cell or a strain gauge sensor is used as the operation information detection sensor 21 in the operation grip 20 of the pneumatic balancer 100 according to the embodiment of the present application. The tip of the wire 7 is fixed to the cargo weight detection sensor 22 at a fixed portion 26 . The operating unit operation information of the operating force and operating direction from the load cell or strain gauge sensor is detected by the "operating force and operating direction detecting means" and the "balance operation mode detecting means" via the amplifier 25 for the load cell or strain gauge. , outputs the balance operation mode information to the control means 11 as a signal.

図７は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００のアナログ操作量情報検出センサの操作力に対する出力特性を示すグラフである。アナログ操作量情報検出センサは、上昇方向に力が加えられると、その力に比例した正値の電圧を出力し、下降方向に力が加えられると、その力に比例した負値の電圧を出力する。 FIG. 7 is a graph showing the output characteristics of the analog operation amount information detection sensor of the air balancer 100 according to the embodiment of the present application with respect to the operation force. The analog operation amount information detection sensor outputs a positive voltage proportional to the force when a force is applied in the upward direction, and outputs a negative voltage proportional to the force when a force is applied in the downward direction. do.

図７に示すように、上昇操作時のモード切替操作力閾値をｆｕｔとし、そのときのアナログ操作量情報検出センサからの出力をＶｕｔとすると、オペレータが操作グリップ２０を離した状態、即ち操作グリップ２０に上下方向の力が加えられていない状態では、操作力は閾値ｆｕｔよりも小さくなるため、アナログ操作量情報検出センサからの出力電圧Ｖ_０はＶｕｔよりも小さくなる。このとき、図６に示す「第２のバランス操作モード検出手段」は、装置が第２のバランス操作モードであることを示す情報を出力する。無操作の状態から、オペレータが操作グリップ２０を上昇方向に操作して、この操作力閾値ｆｕｔよりも大きな力が加えられ、アナログ操作量情報検出センサからの検出電圧Ｖ_０がＶｕｔを超えた場合、「第２のバランス操作モード検出手段」は、操作が第１のバランス操作モードで上昇方向に操作中であることを示す情報を信号として制御手段１１へ出力する。 As shown in FIG. 7, if the mode switching operation force threshold during the upward operation is fut, and the output from the analog operation amount information detection sensor at that time is Vut, then the state in which the operator has released the operation grip 20, that is, the operation grip When no vertical force is applied to 20, the operating force is smaller than the threshold value fut, so the output voltage _V0 from the analog operating amount information detection sensor becomes smaller than Vut. At this time, the "second balance operation mode detection means" shown in FIG. 6 outputs information indicating that the device is in the second balance operation mode. When the operator operates the operating grip 20 in the upward direction from a state of no operation, a force greater than the operating force threshold fut is applied, and the detected voltage _V0 from the analog operating amount information detection sensor exceeds Vut. The "second balance operation mode detection means" outputs information indicating that the operation is in the upward direction in the first balance operation mode to the control means 11 as a signal.

下降側操作方向の操作力閾値をｆｄｔ（負値）とし、そのときの出力電圧をＶｄｔ（負値）とすると、下降方向の操作力が操作力閾値|ｆｄｔ|よりも小さい操作力の場合、アナログ操作量情報検出センサからの出力電圧|Ｖ_０|が閾値|Ｖｄｔ|よりも小さくなるため、「バランス操作モード検出手段」は、第２のバランス操作モードにあることを示す情報を信号として制御手段１１へ出力する。また、下降方向の操作力が操作力閾値|ｆｄｔ|よりも大きくなると、そのときのセンサ出力電圧|Ｖ_０|は|Ｖｄｔ|よりも大きくなるため、「バランス操作モード検出手段」は、第１のバランス操作モードに切り替わったと判断し、第１のバランス操作モードで下降方向に操作中であることを示す情報を信号として制御手段１１へ出力する。 If the operating force threshold in the descending operating direction is fdt (negative value) and the output voltage at that time is Vdt (negative value), then if the operating force in the descending direction is smaller than the operating force threshold |fdt|, Since the output voltage |V ₀ | from the analog operation amount information detection sensor becomes smaller than the threshold value |Vdt|, the "balance operation mode detection means" uses the information indicating that the second balance operation mode is in the second balance operation mode as a signal for control. Output to means 11. Further, when the operating force in the downward direction becomes larger than the operating force threshold value |fdt|, the sensor output voltage |V ₀ | at that time becomes larger than |Vdt|. It is determined that the balance operation mode has been switched to the first balance operation mode, and information indicating that the operation is being performed in the downward direction in the first balance operation mode is outputted to the control means 11 as a signal.

以上に説明したように処理することによって、アナログ操作量情報検出センサから第１のバランス操作モードと第２のバランス操作モードを判別することが可能になる。なお、アナログ操作量情報検出センサとしては、次の（Ａ）から（Ｃ）のようなセンサも使用可能である。
（Ａ）回転角や移動量を電圧に変換するポテンショメータを使用し、グリップ部のスライド機構部にポテンショメータを組み込み、スライド機構の移動量に比例した電圧を出力するセンサ。
（Ｂ）スライド時の移動量をアナログ量として検出可能な永久磁石やホールセンサを使用し、グリップ移動量を検出するセンサ。
（Ｃ）圧電ゴム等を利用し、操作力によって生じた微小な変位量を検出するセンサ。
上記以外にも、操作力のアナログ量を検出するセンサとしては、加速度センサ等のＭＥＭＳセンサ、光電式の距離センサ等を使用しても良い。 By performing the processing as described above, it becomes possible to discriminate between the first balance operation mode and the second balance operation mode from the analog operation amount information detection sensor. Note that the following sensors (A) to (C) can also be used as the analog operation amount information detection sensor.
(A) A sensor that uses a potentiometer that converts the rotation angle and amount of movement into voltage, incorporates the potentiometer into the slide mechanism of the grip, and outputs a voltage proportional to the amount of movement of the slide mechanism.
(B) A sensor that detects the amount of grip movement using a permanent magnet or Hall sensor that can detect the amount of movement during sliding as an analog amount.
(C) A sensor that uses piezoelectric rubber or the like to detect minute displacements caused by operating force.
In addition to the above, a MEMS sensor such as an acceleration sensor, a photoelectric distance sensor, or the like may be used as a sensor for detecting an analog amount of operating force.

＜機械式又は電子式スイッチ等を使用したバランス操作モード切替え方法＞
図８は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００の操作情報検出センサ２１に操作有検出用スイッチを使用した場合の操作グリップ２０の制御構成図である。機械式又は電気式スイッチでは、アナログ操作量情報検出センサとは異なり、操作力等のアナログ量は検出できないが、操作の有無及び操作方向の検出は可能である。 <How to switch balance operation mode using mechanical or electronic switch, etc.>
FIG. 8 is a control configuration diagram of the operation grip 20 when an operation detection switch is used as the operation information detection sensor 21 of the air balancer 100 according to the embodiment of the present application. Unlike analog operation amount information detection sensors, mechanical or electrical switches cannot detect analog quantities such as operation force, but can detect the presence or absence of operation and the direction of operation.

図８に示すように、操作グリップ２０には、上昇方向の操作を検出する上昇操作検出スイッチ２１ａと、下降方向の操作を検出する下降操作検出スイッチ２１ｂが設けられている。操作グリップ２０は操作グリップ２０の上下部に取り付けられたセンタリング用バネ２０ｃでセンタリングされている。操作グリップ２０は、上下方向の操作力が加えられていない時には、センタリング用バネ２０ｃによって略中央に保持され、上昇操作検出スイッチ２１ａ及び下降操作検出スイッチ２１ｂは両スイッチともＯＦＦになる。 As shown in FIG. 8, the operating grip 20 is provided with a rising operation detection switch 21a that detects an operation in the upward direction, and a descending operation detection switch 21b that detects an operation in the downward direction. The operating grip 20 is centered by centering springs 20c attached to the upper and lower parts of the operating grip 20. When no operating force is applied in the vertical direction, the operating grip 20 is held approximately at the center by the centering spring 20c, and both the ascending operation detection switch 21a and the descending operation detection switch 21b are turned OFF.

操作グリップ２０が上昇方向に操作されると、操作グリップ２０がセンタリング用バネ２１ｃの付勢力に抗して上方へ移動し、上昇操作検出スイッチ２１ａがＯＮになる。操作グリップ２０が下降方向に操作されると、操作グリップ２０がセンタリング用バネ２１ｃの付勢力に抗して下方へ移動し、下降操作検出スイッチ２１ｂがＯＮになる。この機械式又は電子式スイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作情報を「操作有無及び操作方向検出手段」で読み込み、さらに「バランス操作モード検出手段」で検出処理してバランス操作モード情報信号として制御手段１１へ出力する。 When the operation grip 20 is operated in the upward direction, the operation grip 20 moves upward against the biasing force of the centering spring 21c, and the upward operation detection switch 21a is turned on. When the operation grip 20 is operated in the downward direction, the operation grip 20 moves downward against the biasing force of the centering spring 21c, and the downward operation detection switch 21b is turned on. The ON/OFF operation information of this mechanical or electronic switch is read by the "operation presence/absence and operation direction detection means", and is further detected and processed by the "balance operation mode detection means" and output as a balance operation mode information signal to the control means 11. do.

図９は本願の実施形態に係るエア式バランサ１００の機械式又は電子式スイッチの出力特性を示すグラフである。操作グリップ２０が操作されず、操作グリップ２０が中央に位置している時、即ち、上昇操作検出スイッチ２１ａ及び下降操作検出スイッチ２１ｂがいずれもＯＦＦの時は、「バランス操作モード検出手段」は、第２のバランス操作モードであることを示す情報を信号として制御手段１１へ出力する。この状態で、オペレータが操作グリップ２０に上昇方向の力を加え、操作グリップ２０が所定の距離だけ上昇し、上昇操作検出スイッチ２１ａがＯＮになると、「バランス操作モード検出手段」は、第１のバランス操作モード（上昇モード）にあることを信号として制御手段１１へ出力する。これとは反対に、オペレータが操作グリップ２０に下降方向の力を加え、下降操作検出スイッチ２１ｂがＯＮになると、「バランス操作モード検出手段」は、バランス操作モード（下降モード）にあることを示す情報を信号として制御手段１１へ出力する。 FIG. 9 is a graph showing the output characteristics of the mechanical or electronic switch of the air balancer 100 according to the embodiment of the present application. When the operating grip 20 is not operated and the operating grip 20 is located at the center, that is, when the ascending operation detection switch 21a and the descending operation detection switch 21b are both OFF, the "balance operation mode detection means" Information indicating that it is the second balance operation mode is output to the control means 11 as a signal. In this state, when the operator applies a force in the upward direction to the operating grip 20, the operating grip 20 rises by a predetermined distance, and the ascending operation detection switch 21a is turned ON, the "balance operation mode detection means" detects the first The fact that the balance operation mode (ascent mode) is in effect is outputted to the control means 11 as a signal. On the contrary, when the operator applies a downward force to the operating grip 20 and the descending operation detection switch 21b is turned on, the "balance operation mode detection means" indicates that the balance operation mode (descending mode) is present. The information is output to the control means 11 as a signal.

機械式又は電子式スイッチを利用した場合でも、上述のようにバランス操作モードの判別は可能である。しかし、機械式又は電子式スイッチを利用した場合では、アナログ操作量検出センサから検出した操作力のアナログ情報でシリンダ圧を制御するような処理を行うことが困難である。したがって、自然な操作感を実現するためには、アナログ操作量検出センサを用いることが好ましい。 Even when a mechanical or electronic switch is used, it is possible to determine the balance operation mode as described above. However, when a mechanical or electronic switch is used, it is difficult to perform processing such as controlling the cylinder pressure using analog information of the operating force detected from the analog operating amount detection sensor. Therefore, in order to realize a natural operation feeling, it is preferable to use an analog operation amount detection sensor.

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 <Effects of embodiment>
According to this embodiment, the following effects can be obtained.

操作グリップ２０に操作情報検出センサ２１を設けて、オペレータが操作グリップ２０に加えた操作力の有無及びその方向を検出しているので、第１のバランス操作モードと第２のバランス操作モードの切り替えを、オペレータには全く意識させず自動でスムースに行うことができる。 Since the operation information detection sensor 21 is provided on the operation grip 20 to detect the presence or absence of operation force applied by the operator to the operation grip 20 and its direction, switching between the first balance operation mode and the second balance operation mode is possible. This can be done automatically and smoothly without any operator awareness.

従来技術のように荷役物重量検出センサ２２からの重量情報だけでなく、操作情報検出センサ２１により検出した操作部操作情報も考慮してシリンダ圧を設定及び調整するので、荷役物３０の地切り及び着地の処理時間の短縮化が図られ、素早い動作を要求される作業に対応が可能になる。 Unlike the conventional technology, the cylinder pressure is set and adjusted taking into account not only the weight information from the load object weight detection sensor 22, but also the operating part operation information detected by the operation information detection sensor 21. The landing processing time is also shortened, making it possible to handle tasks that require quick movements.

また、本実施形態においては、上述した地切り時及び処理時間の短縮化だけではなく、バランス時のシリンダ圧を調整することにより、オペレータは荷役物重量検出センサ２２の上下位置のどこを持っても荷役物３０を軽い操作力で操作することができる。特に本実施形態のように、ホイストタイプのバランサでは、シリンダの摺動摩擦が大きい上、オペレータが操作グリップ２０を片手で操作することになるため、操作力を軽減する効果は大きい。 Moreover, in this embodiment, in addition to shortening the above-mentioned ground cutting and processing time, by adjusting the cylinder pressure during balance, the operator can hold the cargo weight detection sensor 22 in any vertical position. It is also possible to operate the cargo 30 with a light operating force. In particular, in a hoist type balancer as in this embodiment, the sliding friction of the cylinder is large and the operator operates the operating grip 20 with one hand, so the effect of reducing the operating force is large.

なお、本願発明は上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、ワイヤを回転ドラムで巻き上げるアシスト機構について説明したが、本願発明はこれに限られず、鉛直方向の荷役物の操作を圧縮空気を用いてアシストする装置であれば、適用が可能である。例えば、上記特許文献１に記載のアームを用いたバランサ（アームバランサ）に適用することもできる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes are possible. For example, in the above embodiment, an assist mechanism for winding up a wire with a rotating drum has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to any device that uses compressed air to assist in the operation of cargo in the vertical direction. is possible. For example, it can also be applied to a balancer using an arm (arm balancer) described in Patent Document 1 above.

２ケーシング
３バランサ吊り具
４ボールねじシャフト
５ボールねじナット
６回転ドラム
７ワイヤ
８ピストン
９シリンダ空気室
１０制御ボックス
１１制御手段
１２シリンダ圧設定入力ポート
１３圧力比例制御弁
１４エア供給部
１５給気口
１６排気口
２０操作グリップ
２１操作情報検出センサ
２２荷役物重量検出センサ
２３荷役物吊り具
２４接続ケーブル
２５アンプ
２６固定部
２７操作力及び操作方向→シリンダ調整圧変換手段
３０荷役物
３１スリングベルト
１００エア式バランサ 2 Casing 3 Balancer hanger 4 Ball screw shaft 5 Ball screw nut 6 Rotating drum 7 Wire 8 Piston 9 Cylinder air chamber 10 Control box 11 Control means 12 Cylinder pressure setting input port 13 Pressure proportional control valve 14 Air supply section 15 Air supply port 16 Exhaust port 20 Operation grip 21 Operation information detection sensor 22 Loaded object weight detection sensor 23 Loaded object hanging tool 24 Connection cable 25 Amplifier 26 Fixing part 27 Operation force and direction → cylinder adjustment pressure conversion means 30 Loaded object 31 Sling belt 100 Air formula balancer

Claims

A pneumatic type comprising a gripping part for gripping a cargo, a lifting mechanism for moving the gripping part up and down, a pneumatic cylinder for driving the lifting mechanism, and a control means for setting the cylinder pressure of the pneumatic cylinder to a predetermined pressure. In the balancer,
a cargo weight detection sensor connected above the gripping portion, detecting the weight of the cargo and transmitting a weight information signal to the control means;
an operation unit attached to the lifting mechanism above the cargo weight detection sensor;
an operation information detection means for detecting operation information received by the operation section and transmitting an operation section operation information signal to the control means;
The control means switches between a first balance operation mode and a second balance operation mode based on the operation unit operation information signal,
In the first balance operation mode, the control means adjusts the cylinder pressure based on the operation unit operation information signal and the weight information signal,
In the second balance operation mode, the control means controls the cargo load calculated from the cylinder set pressure at the time of switching from the first balance operation mode to the second balance operation mode and the amount of change in the weight information signal. An air balancer configured to adjust the cylinder pressure based on operation information.

In the first balance operation mode,
The control means calculates a cylinder basic set pressure based on the weight information signal and a cylinder adjustment pressure based on the operation unit operation information signal,
When the operation unit operation information signal indicates an upward operation, the control means sets the cylinder pressure to a pressure obtained by increasing the cylinder basic set pressure by the cylinder adjustment pressure,
When the operating unit information signal indicates a downward operation, the control means sets the cylinder pressure to a pressure obtained by reducing the cylinder adjustment pressure from the cylinder basic set pressure. formula balancer.

The control means stores, when switching from the first balance operation mode to the second balance operation mode, the cylinder set pressure at the time of switching and the weight at the time of switching of the cargo object based on the weight information signal,
In the second balance operation mode,
The control means calculates the cargo operation information from the amount of change in the weight information signal with respect to the stored weight at the time of switching,
When the cargo object operation information indicates an upward operation, the control means increases the cylinder adjustment pressure calculated based on the cargo object operation information to the stored switching cylinder set pressure. Set the cylinder pressure as above,
When the cargo object operation information indicates a downward operation, the control means applies a pressure obtained by reducing the cylinder adjustment pressure calculated based on the cargo object operation information to the stored cylinder setting pressure at the time of switching. The air balancer according to claim 1 or 2, wherein the air balancer is set to cylinder pressure.