JP2000309500A - エアバランス式平衡荷役装置の飛跳ね防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷物の重量とバランスする支持力を空気圧で
付与する平衡荷役装置において、負荷が突然に解放され
たときに支持部材が瞬間的に上昇する飛跳ね現象をより
有効に防止する耐久性に優れた装置を得る。 【解決手段】 荷物の有無を検出している負荷検知器が
無負荷を検知したとき、大気開放弁を開いてバランス力
を付与している空気圧シリンダのバランス圧を大気開放
し、所定時間遅れで圧力制御弁を無負荷に対応する圧力
に切換える。大気開放弁とともに又は大気開放弁に代え
て背圧切換弁を設けて、空気圧シリンダの背圧室に圧力
制御弁の一次圧を供給してもよい。バランス圧が大気開
放されることにより、またバランス圧よりはるかに高い
一次圧が背圧として作用することにより、瞬間的に飛跳
ね方向と反対方向の力が作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、搬送する荷物の
重量（負荷）とその支持力とをバランスさせた状態で、
荷物を三次元空間内で移動自在に保持する平衡荷役装置
に関するもので、特に負荷に対する支持力（バランス
力）を空気圧で付与する平衡荷役装置において、負荷が
突然に解放されたときに、フックやパレット、これらを
支持するアームなどの負荷支持部材が瞬間的に急激に上
昇する飛跳ね現象を防止する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は最も一般的な平衡荷役装置の外観
の一例を示した図で、搬送しようとする荷物は、アーム
１７の先端のフック１５に懸吊される。懸吊された荷物
は、アーム１７の屈伸、伏仰及びポスト２２回りの旋回
により、三次元空間内で移動自在である。重い荷物を人
力などによって搬送可能にするためには、荷物の重量及
びアーム１７の自重とバランスする支持力が必要で、図
示装置ではバランスシリンダ１に供給する空気圧を調節
することによって、荷物の負荷の変化に応じた支持力を
発生させている。

【０００３】なお、図の平衡荷役装置のアーム１７は、
それぞれが平行リンク機構で形成されている先端側及び
基端側アーム２３、２４と、これらのアームと共同して
第３の平行リンク機構を形成する長短のリンク２５、２
６とを備えている。このアーム１７は、水平方向に移動
可能なスライド支点２８と、上下方向に移動可能な昇降
支点２９とによって支持されている。スライド支点２８
は、旋回台に設けた水平ガイド３０に沿って転動するロ
ーラを介して支持されており、昇降支点２９は、旋回台
に装着したバランスシリンダ１の上下方向に移動するロ
ッド３１に軸着されている。

【０００４】第３の平行リンク機構を形成する短リンク
２６は、基端側アームの昇降支点２９に近い位置に設け
た連結支点２７とスライド支点２８とを連結しており、
連結支点２７とスライド支点２８と昇降支点２９とを頂
点とする三角形は、屈折点３２とアーム先端３３と昇降
支点２９とを頂点とする三角形と相似である。先端側と
基端側のアーム２３、２４を平行リンクで形成すること
によって、アーム先端の吊上ブロック３４の垂直状態を
常時保持している。

【０００５】図の装置では、バランスシリンダ１が昇降
支点２９の下方に設けられており、バランス圧（バラン
ス用の空気圧）は、バランスシリンダのピストンのロッ
ド側に作用している。このバランス圧は、搬送する荷物
の重量に応じて調節する必要があり、また、荷物を吊っ
ていないときは、アーム１７の自重に対応する圧力に設
定されなければならない。この圧力設定を行うために、
例えば図１に示すように、バランス圧供給回路１２に圧
力制御弁４が設けられている。

【０００６】図の例では、圧力制御弁４はパイロット圧
１０ａによって制御され、パイロット回路１２には無負
荷時のバランス圧を設定する無負荷圧設定弁７と、負荷
に応じて調節された圧力を発生する負荷圧調節弁８とが
設けられている。無負荷圧設定弁７の二次圧と負荷圧調
節弁８の二次圧は、圧力選択弁１０によっていずれか高
い方が選択されて圧力制御弁４にパイロット圧として供
給される。

【０００７】負荷圧調節弁８の二次回路には負荷無負荷
切換弁１１によって切換えられる切換弁９が介装されて
おり、負荷無負荷切換弁１１が無負荷側に切換えられて
いるときには、負荷圧調節弁８の二次圧は圧力選択弁１
０に作用せず、したがって圧力制御弁４には無負荷圧設
定弁７の二次圧がパイロット圧として供給されることと
なる。なお、このような負荷と無負荷との切換を行わな
いで、負荷を自動検出して無負荷の場合を含めて吊荷の
重量に応じたバランス圧を発生させるようにすることも
可能である。

【０００８】このようなエアバランス式の平衡荷役装置
では、搬送中に荷物が落下した場合のように、負荷が突
然解放されたとき、負荷によって圧縮されていたバラン
スシリンダ内の空気が急激に膨張して、アーム１７の先
端やフック１５などの負荷支持用の部材を急激に上昇さ
せるという現象が起る。

【０００９】この現象を防止する手段として、ピストン
にタぺット弁を設けた油圧ダンパのロッドを昇降支点２
９に連結する構造が公知である。負荷のアンバランスで
昇降支点２９が急激に移動しようとしたとき、油圧ダン
パのピストンの前後の室に大きな圧力差が生じ、タぺッ
ト弁が両方の室を繋ぐ貫通孔を閉鎖してピストンをロッ
クし、これに連結されている昇降支点が移動するのを阻
止して、アーム先端の飛跳ねを防止するというものであ
る。

【００１０】なお、負荷が解放されたとき、圧力制御弁
４のパイロット圧を無負荷圧設定弁７の二次圧側に切換
えたり、圧力制御弁４の二次圧をバランスピストンに背
圧として作用させるなどの手段によって、無負荷でのバ
ランス状態に切換えることにより、飛跳ねが防止できる
ようにも考えられるが、実際にはこれらの動作には時間
遅れがあり、瞬間的に起る飛跳ね現象を防止することは
困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した油圧ダンパを
用いる構造は、負荷解放時の飛跳ね現象を抑えるのに有
効であるが、長年の使用によってピストンやタペット弁
に漏れなどが生ずると、飛跳ね防止作用が急激に低下す
るという欠点がある。また、この油圧ダンパを設ける構
造にしても、ピストンが急激に動いた時の圧力差によっ
て、ピストンを油圧的にロックするものであり、時間遅
れをゼロとすることができないうえ、ダンパのピストン
の移動が大きく拡大されてアーム先端に現れるため、あ
る程度の飛跳ねが生ずるのを避けることができない。

【００１２】この発明は、上記問題に鑑み、ピストンや
弁のパッキンの経年変化などによる性能の低下を生ずる
ことがなく、かつ、上記従来装置より飛跳ね現象をより
少ない量に抑えることができる装置を得ることを課題と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明のエアバランス
式平衡荷役装置の飛跳ね防止装置は、搬送する荷物の重
量を支える方向のバランス力を発生する空気圧シリンダ
１と、この空気圧シリンダに供給される空気圧を制御す
る圧力制御弁４と、この圧力制御弁の二次圧を荷物の重
量に対応して調節しかつ荷物がないときには無負荷に対
応する圧力に切換える圧力設定手段１２とを備えたエア
バランス式平衡荷役装置の飛跳ね防止装置において、負
荷検知器１３と、この負荷検知器が無負荷を検知したと
きに前記空気圧シリンダのバランス圧室２の圧力を大気
開放する大気開放弁５と、この大気開放弁が動作してか
ら圧力制御弁４を無負荷に対応する圧力に切換えるまで
の時間遅れを与える遅延手段１６とを備えている。

【００１４】上記大気開放弁５とともに、又は上記大気
開放弁５に代えて、前記空気圧シリンダ１またはこれに
併設した補助シリンダ２０の背圧室１９、２１に圧力制
御弁４の一次圧を供給する背圧切換弁１８を設けること
もできる。この場合にも、背圧切換弁１８が動作してか
ら圧力制御弁４の二次圧を無負荷に対応する圧力に切換
えるまでの時間遅れを与える遅延手段１６を設ける。

【００１５】負荷検知器１３としては、フック１５に荷
重が作用したときに伸長するコイルバネを設けて、この
コイルバネの伸縮を電気ないし空気圧動作のリミットス
イッチで検出する構造などが従来から公知である。ま
た、遅延手段としては、空気圧回路であれば絞り弁が使
用され、電気回路であればタイマが使用される。

【００１６】上記手段を備えた飛跳ね防止装置では、負
荷の解放が検知されたときにバランス圧が大気開放され
ることによって、瞬間的に飛跳ね方向と反対方向の力が
作用し、また、バランス圧よりもはるかに高い圧力制御
弁４の一次圧がバランスシリンダまたはこれに併設した
補助シリンダに背圧として作用することにより、同様に
瞬間的に飛跳ね方向と逆方向の力を作用させることによ
って、飛跳ねを防止している。大気開放弁５は、流路面
積の大きなものを使用することによって、バランス圧の
解放を速やかに行うことができる。また、背圧切換弁１
８によってバランスシリンダに流入する背圧は、圧力制
御弁４の一次側の高い圧力を圧力源としているため、大
きな背圧を急速に作用させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の飛跳ね防止装置
の一実施例を示す空気圧回路である。図１におけるバラ
ンスシリンダ１は、前述した図２に示す構造の平衡荷役
装置におけるバランスシリンダである。バランスシリン
ダ１のロッド側室２には、空気圧源３から圧力制御弁
（精密レギュレータ）４及び大気開放弁５を介してバラ
ンス圧が供給されている。大気開放弁５は、図に破線で
示す信号配管６に空気圧が作用していない通常状態にお
いては、圧力制御弁４の二次圧をバランスシリンダのバ
ランス圧室（ロッド側室）２に連通している。圧力制御
弁４は、空気圧源３の吐出圧（一次圧）を減圧して二次
圧として出力している。一次圧が４Kg/cm²程度の場合、
負荷時における二次圧は２ないし３Kg/cm²である。

【００１８】圧力制御弁４のパイロットポート４ａに
は、無負荷圧設定弁７、負荷圧調節弁８、切換弁９及び
圧力選択弁１０からなる圧力設定回路１２が連結されて
いる。無負荷圧設定弁７には、平衡荷役装置に荷物が搭
載されていないときのバランス圧が設定されている。負
荷圧調節弁８は、搬送する荷物の重量に応じた圧力が設
定される。切換弁９は、負荷無負荷切換弁１１が負荷側
に切換えられたとき、負荷圧調節弁８と圧力選択弁１０
とを連通させる。圧力選択弁１０は、２個の入力ポート
に作用する圧力の内の高い方の圧力を圧力制御弁４のパ
イロットポート４ａに出力する。すなわち、負荷無負荷
切換弁１１が無負荷側に切換えられているときには、無
負荷圧設定弁７に設定された圧力により圧力制御弁４の
二次圧が設定され、負荷無負荷切換弁１１が負荷あり側
に切換えられているときには、負荷圧調節弁８の圧力に
よって圧力制御弁４の二次圧が設定される。

【００１９】大気開放弁５を切替える信号圧は、負荷検
知弁１３及び信号遮断弁１４を介して供給されている。
負荷検知弁１３はフック１５に荷物の重量が作用してい
るときに遮断され、無負荷となったときに連通する。信
号遮断弁１４は、負荷無負荷切換弁１１が負荷あり側に
切換えられているときに連通し、無負荷側に切換られた
ときに遮断する。信号遮断弁１４の出力側の信号圧は、
大気開放弁５の操作ポートに供給されると共に、絞り弁
１６を介して負荷無負荷切換弁１１の復帰側ポート（無
負荷側に切換えるポート）に連通されている。

【００２０】上記の空気圧回路において、荷物を搬送す
るときは、負荷無負荷切換弁１１が負荷あり側に切換え
られ、信号遮断弁１４が連通し、負荷検知弁１３が遮断
している状態で、バランスシリンダ１に荷物の重量に対
応するバランス圧が供給されている。この状態で荷物の
落下等によって無負荷状態になると、負荷検知弁１３が
連通し、空気圧源３の吐出圧が大気開放弁５を切換え
て、バランスシリンダ１のバランス圧を大気開放する。
バランス圧が大気開放されるとアーム１７は自重によっ
て下降しようとするが、絞り弁１６の開度で規定される
時間遅れで負荷無負荷切換弁１１が無負荷側に切換えら
れ、圧力選択弁１０が無負荷圧設定弁７側に切換えら
れ、同時に信号遮断弁１４が遮断されるので、無負荷状
態でのアーム１７の静止状態が保持される。

【００２１】図３はこの発明の第２実施例の空気圧回路
を示した図である。この第２実施例のものでは、第１実
施例の大気開放弁５の代りに背圧切換弁１８が設けられ
ており、この背圧切換弁は空気圧源の吐出圧をバランス
シリンダの背圧室１９に導く回路に設けられている。背
圧切換弁１８は、負荷検知弁１３及び信号遮断弁１４を
介して供給される信号圧が作用したときに連通する。ま
た、信号圧が絞り弁１６を介して負荷無負荷切換弁１１
の復帰側ポートに連通される点も第１実施例と同様であ
る。

【００２２】第２実施例の空気圧回路において、負荷無
負荷切換弁１１が負荷あり側に切換えられて平衡荷役装
置で荷物を搬送しているときは、バランスシリンダのバ
ランス圧室２に荷物の重量に対応するバランス圧が作用
している。この状態で荷物の落下等により無負荷になる
と、負荷検知弁１３が連通して信号圧が背圧切換弁１８
に供給されて背圧切換弁１８を連通させる。そこでバラ
ンスシリンダの背圧室１９に空気圧源の吐出圧が供給さ
れ、アーム１７を強制的に下降させようとする。その後
わずかの時間遅れで絞り弁１６を通過した空気圧が負荷
無負荷切換弁１１を切換え、信号遮断弁１４が閉じ、圧
力制御弁４の二次圧を無負荷圧設定弁７で設定される圧
力に切換えるため、アーム１７は無負荷での静止状態に
保持される。

【００２３】図４に示す第３実施例は、第１実施例の大
気開放弁５と第２実施例の背圧切換弁１８とを共に設け
た例を示したものである。大気開放弁５と背圧切換弁１
８とは、第１及び第２実施例と同様にして発生する信号
圧によって同時に動作し、搬送中の荷物の落下等によっ
て負荷が解放されたときに、バランスシリンダのバラン
ス圧室２を大気開放すると共に、背圧室１９に空気圧源
３の吐出圧を供給して、アーム１７を下方に移動させる
ように付勢し、ついで無負荷平衡状態に復帰させる。

【００２４】図５に示す第４実施例は、背圧切換弁１８
が連通したときの空気圧源の吐出圧を、バランスシリン
ダ１と平行に設けた補助シリンダ２０に供給するように
したものである。この第４実施例ではバランスシリンダ
１と補助シリンダ２０とを互いに向き合わせた方向で配
置し、背圧を補助シリンダ２０のロッド側の室２１に作
用させるようにしている。補助シリンダ２０としてバラ
ンスシリンダ１より小径のものを用いれば、背圧の立ち
上がりを速くすることができ、したがって、飛跳ね防止
の応答時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の空気圧回路図

【図２】平衡荷役装置の一例を示す側面図

【図３】第２実施例の空気圧回路図

【図４】第３実施例の空気圧回路図

【図５】第４実施例の空気圧回路図

【符号の説明】

１ バランスシリンダ ２ ロッド側室 ４ 圧力制御弁 ５ 大気開放弁 12 圧力設定回路 13 負荷検知弁 16 絞り弁 18 背圧切換弁 19,21 背圧室 20 補助シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送する荷物の重量を支える方向のバラ
   ンス力を発生する空気圧シリンダ(1)と、この空気圧シ
   リンダに供給される空気圧を制御する圧力制御弁(4)
   と、この圧力制御弁の二次圧を荷物の重量に対応して調
   節しかつ荷物がないときには無負荷に対応する圧力に切
   換える圧力設定手段(12)とを備えたエアバランス式平衡
   荷役装置の飛跳ね防止装置において、負荷検知器(13)
   と、この負荷検知器が無負荷を検知したときに前記空気
   圧シリンダのバランス圧室(2)の圧力を大気開放する大
   気開放弁(5)と、この大気開放弁が動作してから圧力制
   御弁(4)を無負荷に対応する圧力に切換えるまでの時間
   遅れを与える遅延手段(16)とを備えている、エアバラン
   ス式平衡荷役装置の飛跳ね防止装置。
2. 【請求項２】 搬送する荷物の重量を支える方向のバラ
   ンス力を発生する空気圧シリンダ(1)と、この空気圧シ
   リンダに供給される空気圧を制御する圧力制御弁(4)
   と、この圧力制御弁の二次圧を荷物の重量に対応して調
   節しかつ荷物がないときには無負荷に対応する圧力に切
   換える圧力設定手段(12)とを備えたエアバランス式平衡
   荷役装置の飛跳ね防止装置において、負荷検知器(13)
   と、この負荷検知器が無負荷を検知したときに前記空気
   圧シリンダ(1)またはこれに併設した補助シリンダ(20)
   の背圧室(19,21)に圧力制御弁(4)の一次圧を供給する背
   圧切換弁(18)と、この背圧切換弁が動作してから圧力制
   御弁４の二次圧を無負荷に対応する圧力に切換えるまで
   の時間遅れを与える遅延手段(16)とを備えている、エア
   バランス式平衡荷役装置の飛跳ね防止装置。
3. 【請求項３】 搬送する荷物の重量を支える方向のバラ
   ンス力を発生する空気圧シリンダ(1)と、この空気圧シ
   リンダに供給される空気圧を制御する圧力制御弁(4)
   と、この圧力制御弁の二次圧を荷物の重量に対応して調
   節しかつ荷物がないときには無負荷に対応する圧力に切
   換える圧力設定手段(12)とを備えたエアバランス式平衡
   荷役装置の飛跳ね防止装置において、負荷検知器(13)
   と、この負荷検知器が無負荷を検知したときに前記空気
   圧シリンダのバランス圧室を大気開放する大気開放弁
   (5)と、前記負荷検知器が無負荷を検知したときに前記
   空気圧シリンダ(1)またはこれに併設した補助シリンダ
   (20)の背圧室(19,21)に圧力制御弁(4)の一次圧を供給す
   る背圧切換弁(18)と、前記大気開放弁(5)及び背圧切換
   弁(18)が動作してから圧力制御弁(4)の二次圧を無負荷
   に対応する圧力に切換えるまでの時間遅れを与える遅延
   手段(16)とを備えている、エアバランス式平衡荷役装置
   の飛跳ね防止装置。