JP2003301952A - 空圧バルブ機構 - Google Patents

空圧バルブ機構

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JP2003301952A
JP2003301952A JP2002106500A JP2002106500A JP2003301952A JP 2003301952 A JP2003301952 A JP 2003301952A JP 2002106500 A JP2002106500 A JP 2002106500A JP 2002106500 A JP2002106500 A JP 2002106500A JP 2003301952 A JP2003301952 A JP 2003301952A
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JP
Japan
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chamber
work
diaphragm
shaft
circuit
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JP2002106500A
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Yoshihisa Seki
喜久 関
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重い重量物の移動、昇降操作の操作装置の、
作業性に優れる装置及びバルブ機構の提案。 【解決手段】 a、第一の軸J1を介して連通した第
一、第二の室A1,A2と、第二の軸J2を介して連通
した第三、第四の室A3,A4に、夫々、ダイヤフラム
D1,D2,D3,D4を設け、 b、前記各軸J1、J2にカム部材を介して操作レバー
を取り付けると共に、前記各軸に加圧手段(バネ)を取
り付け、 c、駆動源からの駆動力を前記第二室A2の前記ダイヤ
フラムD2の前記加圧手段による非加圧側に接続し、該
接続出力はワーク作動用シリンダーに接続する作動側回
路L1に接続し、 d、前記第一室A1の前記ダイヤフラムD1で仕切られ
た前記軸J1の接続側の仕切り室と、前記第三の室A3
の前記ダイヤフラムD3で仕切られ、前記加圧手段の非
加圧側の仕切り室に接続して外気に連通するように構
成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気圧制御、油圧制
御のバルブの機構に関する。
【0002】更に、本発明は、空気圧、油圧により制御
するバルブ機構を用いた操作装置に関する。
【0003】
【従来の技術】従来、工場内で重量物のワークを移動作
業、加工作業等のためにワーク昇降操作する場合、該重
量ワークをロボットハンドに把持し、ハンドをロボット
アームによる昇降操作させていた。
【0004】ロボットアームは大容量の空圧ポンプ、空
圧シリンダーなどの大掛かりな装置機構から構成されて
いて、設置場所の占有面積、体積を必要とし、叉、装置
の大掛かりなために、設置床の耐重量構造が必要であっ
た。
【0005】更に、設置機構を天井からの吊り下げ方式
にして設置床面積の省力化を図る場合には、釣り天井の
強度保証の問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は空気圧制御、
油圧制御のバルブの新規な機構に関し、特に、該バルブ
を用いて作業を行なう、自動化装置などの作業装置の従
来の課題を解決するものである。
【0007】従来、重い重量物のワークを移動させた
り、該ワークを中空に浮かして組立作業、加工作業など
を行なう場合、ロボットハンドに該ワークを保持して移
動などの作業を行なっていた。
【0008】しかしながら、従来のワーク搬送用ロボッ
トハンドは、作業場所に該ロボットハンドの本体部分を
安定的に設置、配置する必要からロボットハンドの足
部、基礎台部分はロボットハンドの容積に比して大きな
重量、面積を要する基礎台部分を必要とし、ワーク移動
のためには該基礎台を移動させるために重量の大きな移
動機構を必要とするなど、作業性、設置占有面積を必要
とするなど工場の機能効率の良くない状況であった。
【0009】叉、従来のロボットハンドはハンド操作に
おいてワークをハンドに把持して移動操作する場合、ワ
ークのハンドアームによる移動において、アーム部分の
移動の駆動源に空気圧、油圧を採用しているが、空気
圧、油圧の制御系操作において、作業員の操作性に問題
があった。
【0010】即ち、従来の空気圧、油圧制御バルブを用
いた移動用操作バルブでは、作業員の操作は作業員の両
手の操作を必要とするものであった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、 a、第一の軸を介して連通した第一、第二の室と、第二
の軸を介した第三室に、夫々、ダイヤフラムを設け、 b、前記各軸にカム部材を介して操作レバーを取り付け
ると共に、前記各軸に加圧手段を取り付け、 c、駆動源からの駆動力を前記第二室の前記ダイヤフラ
ムの前記加圧手段による非加圧側に接続し、該接続出力
はワーク作動用シリンダーに接続する作動側回路に接続
し、 d、前記第一室の前記ダイヤフラムで仕切られた前記軸
の接続側の仕切り室と、前記第三の室の前記ダイヤフラ
ムで仕切られ、前記加圧手段の非加圧側の仕切り室に接
続して外気に連通するように構成したことを特徴とした
空圧バルブ機構を提案する。
【0012】更に、本発明は、上記課題を解決するため
に、複数の空圧制御用室を備え、各制御用室はダイヤフ
ラムにより仕切られたく空圧バルブを設け、ワーク昇降
用駆動圧源を前記空圧制御用室の1つに接続する接続回
路を設け、ワークを昇降作動するシリンダーのピストン
に前記空圧制御用室の他の1つを接続する作動回路L
を設け、前記ピストンによる前記ワークの下降時の下降
速度を制御するために前記空圧制御室の1つを大気に連
通させ、前記空圧制御用室のダイヤフラムを作動する操
作レバーを設け、前記操作レバーの操作量に応じて前記
ワークの昇降速度を制御するようにしたことを特徴とし
たワーク操作装置を提案する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の一
実施例について説明する。
【0014】(バルブ構造及び空圧回路の構成説明)図
1において、符号1はバルブ本体を示す。バルブ本体1
は第一、第二、第三及び第四の室A1、A2、A3、A
4と、前記第一室A1と第二室A2とを連通する孔部B
1と、前記第三室A3と第四室A4とを連通する孔部B
2から形成される。
【0015】前記第一室乃至第四室の夫々には第一から
第四のダイヤフラムD1〜D4が配設される。前記各ダ
イヤフラムには前記連通孔B1、B2の開通を制御する
制御弁2A,2B,4A,4Bが取り付けられている。
【0016】符号6,8は前記連通孔B1、B2に嵌挿
された軸部材であり、該軸部材の両端に前記制御弁2
A,2B、4A,4Bを取り付ける。
【0017】符号10,12は前記第二室A2、第三室
A3のダイヤフラムD2、D3に圧力を加圧する加圧手
段のバネ部材である。
【0018】符号14は操作レバー、16,18は該操
作レバー14に連結した第一のカム部材である。
【0019】16A,18Aは連結幹。
【0020】カム部材16の一端側は操作レバー14に
連結し、カム部材16のカム部16aは前記バルブ本体
1の外壁部1Aに形成したカムフォロワー部1aに当接
しており、更に、該カム部材16は前記軸部材6に接続
して、操作レバー14の操作に応じて前記軸部材6が前
記嵌挿孔B1内を前記バネ部材10のバネ力に抗して移
動するように構成する。
【0021】符号18は第二のカム部材であり、構成は
前記第一カム部材と同じである。
【0022】即ち、カム部材18の一端側は操作レバー
に連結し、カム部材18のカム部18aは前記バルブ本
体1の外壁部1Bに形成したカムフォロワー部1bに当
接しており、更に、該カム部材18は前記軸部材8に接
続して、操作レバー18の操作に応じて前記軸部材8が
前記嵌挿孔B2内を前記バネ部材12のバネ力に抗して
移動するように構成する。
【0023】符号Wは本発明に係るバルブ機構により昇
降操作するワーク部材である。
【0024】符号20はシリンダーであり、20Aはピ
ストン、20Bはピストンロッドである。
【0025】前記ワーク18は前記ピストンロッド20
Bに接続したワークハンドにより把持されるように構成
する。
【0026】図1、2,3,4により空圧回路の接続構
成を説明する。
【0027】符号L1は空圧供給源P1からの圧搾空気
圧の供給を受ける空圧回路であり、該回路の一端側は前
記バルブ1の前記第二室A2のダイヤフラムD2で仕切
られた仕切り室の制御弁側(バネ部材10の非加圧側の
仕切り室)に接続している。
【0028】符号L2はワーク昇降制御用空圧回路であ
り、該回路L2の一端側は、前記連通孔B1の途中から
バルブ本体1の外部に繋がる開口部C1から前記シリン
ダー20の一方のシリンダー室20C1に接続するよう
に構成する。(図2)符号L3は空圧接続用回路であ
り、前記バルブの第一室A1の前記制御弁2A側の仕切
り室と、前記第三室A3のダイヤフラムD3で仕切られ
た前記制御弁4A側の仕切り室に接続するように構成す
る。
【0029】符号L4は空圧調整用回路であり、前記連
通穴B2の途中からバルブ本体1の外部に向けて開口し
た貫通孔1dに繋がり、該貫通孔1dは大気に開放して
いる。
【0030】(操作説明)次に上記構成のバルブを用い
たワーク操作装置の操作方法について説明する。
【0031】ワークWはワークハンド24に把持されて
おり、ハンド24は前記ピストンロッド20Bに取り付
けられている。
【0032】図2は操作レバーの中立状態、図3はワー
クの上昇操作状態、図4はワークの下降操作状態を夫々
示す。
【0033】まず、操作レバー14の中立状態の図2に
おいて、操作レバー14の中立位置で、前記バルブ室の
第二、第三室の前記バネ10,12のバネ力により前記
制御弁2B,4Bの閉じる作用が起こる。
【0034】これにより、前記第一室A1と前記空圧回
路L2とが連通状態になる。
【0035】更に、中立状態では、第三室のバネ12の
バネ作用により第一室A1の図示の左室と第三室A3の
図示の右室とが接続用回路L3により連通状態になる。
【0036】これにより、空圧供給源P1の圧力P1は
第二室A2の制御弁2Bにより遮られた状態になる。
【0037】L2の回路はL3の回路内圧力と等圧状態
になり、ピストンロッド20Bはそのままの状態の位置
を維持することになる。
【0038】図3に示すように、操作レバー14を上昇
方向に操作すると、操作レバーに連動するカム16,1
8により前記軸部材6,8が前記バネ10,12のバネ
力に抗して図示左方向に移動操作される。
【0039】この操作により、第二室A2の制御弁2B
が開き、第三室A3の制御弁4Bが閉じ、空圧供給源の
圧力P1は回路L1、貫通孔B1、回路L2を経由して
シリンダー室20C1に供給され、ピストンロッド20
Bを押し上げることで、ワークWを上昇操作する。
【0040】次に、図4に示すように、操作レバー14
を下降方向に操作すると、第二室A2の制御弁2Bが閉
じて、空圧供給源からの圧力P1は第二室で保持され
る。
【0041】更に、第三室A3の制御弁4Bが開き、回
路L3と回路L4が繋がり、更に、回路L2が前記貫通
穴B1を介してL3,l4に連通状態になる。
【0042】この連通状態により、ワームWの荷重が懸
かっているピストンはシリンダー室20C1内の空圧が
前記回路L2,L3,L4を経由して大気に開放されつ
つ減少するので、ワークWが下降操作される。
【0043】上記構成の本発明に係る操作装置は操作レ
バー14による作業力の軽い力による操作が可能であ
り、婦女子による作業が行なえるものである。
【0044】本実施例において、空圧供給源の圧力P1
を0.7〜0.4MKg/mmの圧力供給とし、シリ
ンダー20の容積を550mm(ピストン有効断面積
11.0cm)として、前記バルブ1の各室A1〜A
4の容積を30mm(有効断面積15mm)にし
て、ワーク上昇操作時の前記回路L2への供給圧力を
0.5MKg/mmとすると、ワークWの上昇速度は
バルブ全開時で約0.2m/secになり、操作レバー
14の操作力は1.0Nに設定することが出来て、非常
に小さい操作力で、かつ、ワークの上昇速度の遅速のコ
ントロールが行いやすくできた。
【0045】叉、操作装置とした場合、図に示すよう
に、バルブ構成、回路構成を単純構成とすることが出
来、叉、昇降用シリンダー20の容積の小さい容器にす
ることができるので、装置全体の軽量化が図られてお
り、シリンダー20を作業場所の天井からの吊り下げ構
成とした場合でも工場の強度補強を特に行なう必要もな
くなるメリットがある。
【0046】図5は本発明の実施例の変形例を示す。
【0047】図1〜図4に示した前記実施例との相違点
はバルブ室A4,ダイヤフラムD4を無くした構成にし
たことである。
【0048】その他の構成及び作動は前記実施例と同じ
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のバルブ機構の説明図。
【図2】前記バルブを用いた操作装置の操作説明図。
【図3】前記バルブを用いた操作装置の操作説明図。
【図4】前記バルブを用いた操作装置の操作説明図。
【図5】変形例の説明図。
【符号の説明】
1 バルブ 1a,1b バルブの外壁部に形成したカムフォロワー A1、A2、A3,A4 バルブの室 D1,D2,D3,D4 ダイヤフラム B1,B2 貫通孔 2A,2B,4A,4B 制御弁 6、8 軸部材 10,12 バネ部材 14 操作レバー 16,18 連結幹 20 シリンダー L1,L2,L3,L4 空圧回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H063 AA01 AA08 BB08 BB18 BB32 CC02 DA05 DB14 GG05 GG13 3H067 AA03 AA32 BB02 BB08 BB12 CC32 CC44 CC45 CC46 DD04 DD12 DD24 DD44 EA02 EA25 FF11 GG02 GG22 3H089 AA22 AA23 BB15 CC06 DA05 DB43 DB73 EE42 GG07 JJ07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a、第一の軸を介して連通した第一、第
    二の室と、第二の軸を介した第三の室に、夫々、ダイヤ
    フラムを設け、 b、前記各軸にカム部材を介して操作レバーを取り付け
    ると共に、前記各軸に加圧手段を取り付け、 c、駆動源からの駆動力を前記第二室の前記ダイヤフラ
    ムの前記加圧手段による非加圧側に接続し、該接続出力
    はワーク作動用シリンダーに接続する作動側回路に接続
    し、 d、前記第一室の前記ダイヤフラムで仕切られた前記軸
    の接続側の仕切り室と、前記第三の室の前記ダイヤフラ
    ムで仕切られ、前記加圧手段の非加圧側の仕切り室に接
    続して外気に連通するように構成したことを特徴とした
    空圧バルブ機構。
  2. 【請求項2】 複数の空圧制御用室を備え、各制御用室
    はダイヤフラムにより仕切られたく空圧バルブを設け、 ワーク昇降用駆動圧源を前記空圧制御用室の1つに接続
    する接続回路を設け、 ワークを昇降作動するシリンダーのピストンに前記空圧
    制御用室の他の1つを接続する作動回路を設け、 前記ピストンによる前記ワークの下降時の下降速度を制
    御するために前記空圧制御室の1つを大気に連通させ、 前記空圧制御用室のダイヤフラムを作動する操作レバー
    を設け、 前記操作レバーの操作量に応じて前記ワークの昇降速度
    を制御するようにしたことを特徴としたワーク操作装
    置。
JP2002106500A 2002-04-09 2002-04-09 空圧バルブ機構 Withdrawn JP2003301952A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007154996A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Ckd Corp バルブユニット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007154996A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Ckd Corp バルブユニット

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Effective date: 20050705