JP2022153008A - レギュレータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ある重量のワークに関して圧力設定した場合において、その設定のままその重量値を超えるワークの昇降、吊架等に利用可能なレギュレータユニットを提供することを課題とする。【解決手段】駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配置されるレギュレータユニットで、レギュレータ本体１と、それに連設される調圧機構部２とから成る。調圧機構部２は、筒状ハウジング１３と、その端面を閉塞する端面カバー１４と、端面カバー１４から突出するネジ杆１２の端部に固定される操作ハンドル１２とを含んで構成され、端面カバー１４は、筒状ハウジング１３の端部に嵌め付けられる樹脂リング３５に固定され、操作ハンドル１２の回動量に応じ、樹脂リング３５と一体になって筒状ハウジング１３の端面に対して摺接回転可能である。【選択図】図１

Description

本発明はレギュレータユニットに関するものであり、より詳細には、例えば、自動車組み立て工場等において、ワークが載置される昇降テーブルをシリンダにより昇降させる際、簡単な操作でシリンダへの供給流体圧を制御してその昇降速度を所望のものとしたり、ワークを所望位置に停止させたりすることを可能にするレギュレータユニットに関するものである。

例えば、上述したような、ワークが載置される昇降テーブルをエアシリンダによって昇降させる機構の場合、エアシリンダへは一定のエア圧が供給されるが、昇降テーブルの昇降速度を略一定に推移させるためには、エアシリンダへのエア圧を常時変化させて供給する必要があるところ、この必要とされるエア圧と、供給される一定のエア圧との間で差が生ずるために、昇降テーブルの昇降速度が一定せず、種々の不都合が生じていた。

そのような不都合を回避するために、シリンダへ供給される流体圧をレギュレータを介して調整することにより、昇降テーブル等の昇降速度を略一定に推移させることを可能にしたシリンダ圧調整ユニットが提唱されている（特許文献１：特許第４７２９３５９号公報）。

そのシリンダ圧調整ユニットは、シリンダへ供給される流体圧をレギュレータによって調整するシリンダ圧調整ユニットであって、シリンダのロッドとレギュレータとの間に、シリンダロッドの進退運動に応じて、レギュレータの設定圧力を自在に切替可能とする圧力切替手段を設けたものである。そして、その圧力切替手段は、レギュレータに設けられて伸縮することでシリンダへの設定圧力を切替える調節ばねと、この調節ばねを伸縮させるためのラック及びそれに噛合する平歯車とから成る連結部材とで構成される。

しかるに、このシリンダ圧調整ユニットは、部品点数が多くて構造が複雑且つ大きなものとなり、殊に、初期圧設定用エアシリンダが大きく突出するためにその分のスペースが必要となり、また、シリンダ圧を連続操作して、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることが困難という問題がある。

この問題を解決するために本願出願人は先に、シンプル且つコンパクトな構成で、シリンダ圧を連続操作して、ワークを所望の昇降速度で昇降させたり、ワークを迅速に位置決めして所望の位置に停止させたりすることを可能ならしめる、レギュレータユニットの提案をし、実用化されている（特許第６２０９５３５号）。この提案に係るレギュレータユニットの場合は、操作ハンドルの回動操作により、レギュレータ本体の設定圧力を随時変更することにより、昇降テーブルの昇降速度を一定にし、あるいは、速度変更したり、任意の位置で停止させたりすることができる。

しかるに、このレギュレータユニットの場合、使用に先立ち、ワーク（例えば、１０ｋｇ）の重量に対応するように圧力設定を行い、操作ハンドルは、その設定範囲で回動するようにストッパーにより規制される。換言すれば、この装置の場合、操作ハンドルによる圧力制御操作は、ストッパーにより規制される範囲内でしか行うことができないので、その設定のまま重量の異なるワーク（例えば、１５ｋｇ）を対象とする用途に用いることはできない。

特許第４７２９３５９号公報 特許第６２０９５３５号公報

上述したように、上記提案に係るレギュレータユニットは、重量の異なるワークを昇降、吊架等の対象とする場合に汎用的に用いることが難しいという問題があったので、本発明は、そのような問題のない、即ち、ある重量のワークに関して圧力設定した場合において、その設定のままその重量値を超えるワークの昇降、吊架等に利用可能なレギュレータユニットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配置されるレギュレータユニットであって、レギュレータ本体と、前記レギュレータ本体に連設される調圧機構部とから成り、
前記調圧機構部は、細径孔と太径孔を有する段付き孔が貫設されていて、前記細径孔に調節ばねが収装され、前記太径孔内に鍔付きナットとそれに螺合するネジ杆が配備される円筒形の筒状ハウジングと、前記筒状ハウジングの前記レギュレータ本体取付面と反対側の端面を閉塞する端面カバーと、前記端面カバーから突出する前記ネジ杆の端部に固定されて、前記調節ばねを伸縮させるよう作用する操作ハンドルとを含んで構成され、
前記端面カバーは、前記筒状ハウジングの端部に嵌め付けられる樹脂リングに固定され、前記操作ハンドルの回動量に応じ、前記樹脂リングと一体になって前記筒状ハウジングの端面に対して摺接回転可能であることを特徴とするレギュレータユニットである。

一実施形態においては、前記筒状ハウジングの端部が太径化されて抜け止めフランジが形成され、前記端面カバーと前記樹脂製リングはこの抜け止めフランジを挟んで連結される。また、前記樹脂製リングの内周面に前記抜け止めフランジが当たる段部が形成される。

一実施形態においては、前記樹脂製リングに、前記筒状ハウジングの外周面との間の摩擦力を補助するためのプランジャーが埋設される。

一実施形態においては、前記操作ハンドルは，摩擦式締結具を介して前記ネジ杆の端部に固定される。また、前記操作ハンドルは、その回動操作後にセンター位置に自動復帰する機能を備える。

本発明は上記のとおりであって、ある重量のワークに関して圧力設定した場合において、その設定のままその重量値を超えるワークの昇降、吊架等に利用可能なレギュレータユニットを提供し得る効果がある。

本発明に係るレギュレータユニットの一実施形態の構成を示す部分切截平面図である。 本発明に係るレギュレータユニットの一実施形態の構成を示す側面図である。 本発明に係るレギュレータユニットに用いる締結具の構成例を示す分解斜視図である。 本発明に係るレギュレータユニットにおける樹脂リングの形状を示す正面図及び縦断面図である。 本発明に係るレギュレータユニットにおける端面カバーの形状を示す正面図及び部分断面平面図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面に依拠して説明する。本発明に係るレギュレータユニットは、例えば、自動車組み立て工場等において、ワークが載置される昇降テーブルを昇降駆動したり、重量物を吊り上げたりするための駆動用シリンダ等に対する供給流体圧を制御するために、駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配備されるものである。なお、流体圧は空気圧又は油圧であるが、ここでは空気圧を用いる場合について説明することとするが、油圧の場合も同様の作用効果を奏するものである。

このレギュレータユニットは、図１に示されるように、レギュレータ本体１と、それに連設される調圧機構部２とから成る。レギュレータ本体１は、例えば、図示せぬ駆動用エアシリンダとエアタンクとの間のエア供給路に配置されるもので、エアタンクに連通するエア流入口（１次側）と駆動用エアシリンダに接続されるエア供出口（２次側）とを有する。レギュレータ本体１内には、そのエア流路の１次側と２次側とに接するようにダイアフラム（図示してない）が配備され、そのダイアフラムに固定されたダイアフラム受板１０が調圧機構部２側に露出する。なお、図１における符号１ａは、圧力メータを示す。

調圧機構部２は、調節ばね１１を収装する円筒形の筒状ハウジング１３と、筒状ハウジング１３のレギュレータ本体１取付面とは反対側の端面を閉塞する端面カバー１４と、端面カバー１４の外側に取り付けられる操作ハンドル１２を備える。筒状ハウジング１３には、細径孔１５と太径孔１６を有する段付き孔が貫設され、調節ばね１１は、レギュレータ本体１側に開口する細径孔１５内に伸縮動可能に収装される。

調節ばね１１は、その一端面がダイアフラム受板１０に当接し、他端面が摺動ピース１７に当接し、その弾発力はダイアフラム受板１０と摺動ピース１７とに作用する。摺動ピース１７は軸部１７ａとフランジ部１７ｂとから成り、その軸部１７ａが調節ばね１１の内側に収まり、そのフランジ部１７ｂにおいて調節ばね１１の端面を受けることにより、常時、調節ばね１１によって外方向（操作ハンドル１２方向）に付勢される。そのフランジ部１７ｂの中心部には、鋼球保持用凹部が形成され、そこに鋼球１８が可動状態にて収納保持される。摺動ピース１７は、そのフランジ部１７ｂの周面が細径孔１５の内周面に摺接しつつ、細径孔１５内を摺動する。

筒状ハウジング１３の太径孔１６内に、鍔付きナット１９とそれに螺合するネジ杆２０が装入される。ネジ杆２０の後端部は端面カバー１４から突出し、その端部に、調節ばね１１を伸縮させるよう作用する操作ハンドル１２が取り付けられる。

端面カバー１４は、筒状ハウジング１３の端部に摺動回転可能に嵌め付けられる、ＭＣナイロン（登録商標）等の樹脂リング３５に固定されることで、樹脂リング３５と一体になって、筒状ハウジング１３の端面に対して摺接回転可能となる。樹脂リング３５には、後述するように、端面カバー１４と一体化するための連結ネジ４１をねじ込むためのメネジ孔３８が複数（図４では３個）、一端面から他端面に抜けるように形成される。好ましい実施形態においては、樹脂リング３５の内周面に段部３６が形成され、また、外周面からラジアル方向に伸びて内周面に抜ける、プランジャー４０をねじ込むためのメネジ孔３７が複数（図４では３個）形成される。

好ましくは、筒状ハウジング１３の端部が太径化されて抜け止めフランジ１３ａが形成され、それが樹脂リング３５の内周面の段部３６に当たるようにする。そのような構成にすることにより、樹脂リング３５が筒状ハウジング１３の端部から抜けることが確実に防止される。樹脂リング３５は、その内周面と筒状ハウジング１３の外周面との間の摩擦力によって、筒状ハウジング１３の端部に固定保持されるが、摺動の反復により内周面が減耗してくると、その摩擦力が低下する。その場合は、プランジャー４０を螺進させて、プランジャー４０の先端のボール（あるいはピン）を筒状ハウジング１３の外周面に押し付けるようにして、摩擦力を確保する。

端面カバー１４は樹脂リング３５と同径のドーナツ形状で、連結ネジ４１を差し込むためのネジ挿通孔４２が、樹脂リング３５のメネジ孔３８と連通するように形成される（図５参照）。このネジ挿通孔４２を通して樹脂リング３５のメネジ孔３８に連結ネジ４１をねじ込んで緊締することにより、端面カバー１４と樹脂リング３５が、筒状ハウジング１３の抜け止めフランジ１３ａを挟んで連結され、筒状ハウジング１３の端面に対して摺接回転可能に嵌め付けられることになる。更に端面カバー１４には、ハンドル１２の回動範囲を規制する一対のストッパー２９、２９ａを固定するためのストッパー固定孔４３が形成される。

鍔付きナット１９は、その鍔部１９ａが、太径孔１６の入口側に形成される段部１６ａに着座するようにして太径孔１６内に嵌合され、筒状ハウジング１３の端面を閉塞する端面カバー１４によって押え止められる。

ネジ杆２０の先端面は、摺動ピース１７の鋼球保持用凹部内に収まっている鋼球１８に当接する。ここで、ネジ杆２０の先端面を鋼球１８の球面に当接させることとし、直接フランジ部１７ｂに当てないようにしたのは、ネジ杆２０の先端面に対する摩擦を少なくしてネジ杆２０のスムーズな回転を確保すると共に、経時的にネジ杆２０の先端とフランジ部１７ｂとが相互に摩耗することを防止するためである。

操作ハンドル１２は、締結具２１を介してネジ杆２０の後端部に取り付けられる。締結具２１としては、ナット２２と、すり割りを有していて一半部がナット２２にねじ込まれるインナーリング２３と、ナット２２に組み付けられてインナーリング２３の他半部を覆うアウターリング２４と、複数に分割されているアウターリング２４に掛け回される輪バネ２５とから成る摩擦式の締結具（パワーロック）を用いることが推奨される（図３参照）。

このパワーロックの場合、ネジ杆２０がインナーリング２３内に挿通され、アウターリング２４が、操作ハンドル１２に形成された透孔２６内に嵌合されることにより、ネジ杆２０の後端部に操作ハンドル１２が確固と取り付けられる（図１参照）。そして、インナーリング２３とアウターリング２４の各当接し合う周面は、互いに対応するテーパー周面とされているので、ナット２２の螺進又は螺退に伴ってアウターリング２４がインナーリング２３に対して前後動し、それに伴い、インナーリング２３によるネジ杆２０に対する締結力が増減すると共に、アウターリング２４による操作ハンドル１２の透孔２６の周面に対する押圧力が増大することになる。

ネジ杆２０は、その後端面に六角ネジ３２が固定され、あるいは、その後端部が六角ネジ状に成形され、あるいは、その後端面に六角ネジ穴が凹設される。かくしてネジ杆２０は、その六角ネジ３２部分又は六角ネジ穴を利用して回転操作可能にされる。このネジ杆２０の回転操作は、ナット２２を緩めた状態で行う。

操作ハンドル１２は、下記ストッパー２９、２９ａによってその揺動範囲が規制される、例えば、４５度の範囲内（水平状態のセンターから上下に２２．５度の範囲内）において揺動可能に設定されるが、本発明に係るレギュレータユニットにおける操作ハンドル１２は、その規制範囲を超えての回動が可能である。

操作ハンドル１２には、その揺動位置からセンターに自動復帰するセンターリング機構が備え付けられる。そのセンターリング機構は、端面カバー１４に、操作ハンドル１２の揺動端を画するストッパー２９、２９ａを備えたストッパー取付材３０、３０ａを一対固定し、各ストッパー２９、２９ａにリターンスプリング３１、３１ａを纏設し、リターンスプリング３１、３１ａの端部をそれぞれ操作ハンドル１２の末端突出部１２ａに圧接させる構成である。なお、ネジ杆２０には、摺動ピース１７を介して調節ばね１１の復元力が作用するため、一方のリターンスプリング３１ａの設置は必須ではなく、設置するとしても、そのバネ圧はリターンスプリング３１より弱いもので足りる。

このセンターリング機構の場合は、図２において実線で示されるセンターに位置する操作ハンドル１２を、リターンスプリング３１の弾発力に抗して下方向に回動させると（二点鎖線で示す操作ハンドル１２ｂ参照）、リターンスプリング３１は押し縮められていき、やがて操作ハンドル１２の末端突出部１２ａがストッパー２９に当たることにより、それ以上の回動が押止される。そして、その位置において、操作ハンドル１２に対して加えていた下方への力を軽減すると、操作ハンドル１２は、リターンスプリング３１の弾発力によって押されて、センターに戻される。

逆に、操作ハンドル１２を上方向に回動させる場合（破線で示す操作ハンドル１２ａ参照）は、調節ばね１１とリターンスプリング３１ａの弾発力に抗することになり、操作ハンドル１２に対して加えていた上方への力を軽減すると、操作ハンドル１２は、調節ばね１１とリターンスプリング３１ａの弾発力によってセンターに戻される。この場合操作ハンドル１２は、調節ばね１１の作用だけでもセンターに復帰し得るので、上述したように、リターンスプリング３１ａは省略可能である。また、操作ハンドル１２は、後述するように、その回動操作に伴ってネジ杆２０の軸方向に僅かに進退するが（図１における破線と二点鎖線の間）、その退動作には、調節ばね１１の復元力が寄与する。

上記構成の本発明に係るレギュレータユニットを、例えば、ワーク昇降用の昇降テーブルを昇降させる駆動用エアシリンダのエア供給路に配備する場合は、先ず調節ばね１１を伸縮させてレギュレータ本体１の駆動用エアシリンダへの初期圧力を、駆動用エアシリンダに負荷がかかっていない場合（昇降テーブル上にワークがない場合）と、負荷がかかっている場合（昇降テーブル上にワークがある場合）とについて設定する。

その設定は、締結具２１を緩めた状態で、六角ネジ３２を介してネジ杆２０を回して調節ばね１１を伸縮させることにより、ダイアフラム受板１０に対するバネ圧を増減させながら、昇降テーブルのバランスを観察し、そのバランスが取れたところで操作ハンドル１２をセンターに位置させ、締結具２１を緊締して操作ハンドル１２をその位置に固定することにより行う。

上記のようにして、ワークのあるときとないときについて初期圧力を設定した後、駆動用エアシリンダを駆動させると、駆動用エアシリンダには対応する初期圧力が供給され、昇降テーブルの昇降駆動が開始される。その後、操作ハンドル１２を回動操作してレギュレータ本体１の設定圧力を随時変更することにより、昇降テーブルの昇降速度を一定にし、あるいは、速度変更したり、任意の位置で停止させたりすることができる。

即ち、操作ハンドル１２を上方に回動させると、ネジ杆２０が前進して調節ばね１１に対する負荷が増大し、以て、２次側圧力が上昇して昇降速度が速められ、逆に、操作ハンドル１２を下方に回動させると、ネジ杆２０が後退して調節ばね１１に対する負荷が減少し、以て、２次側圧力が低下して昇降速度が減速される。

その際の昇降テーブルの昇降速度の増減は、操作ハンドル１２の回動速度に依存することになる。従って、操作ハンドル１２を上方にある程度まで一気に回動させることにより、昇降テーブルを迅速にある程度まで上昇させることができ、そこにおいて操作ハンドル１２を微動調整することで、昇降テーブルを迅速に所望位置に到達させ、且つ、その位置に停止させることが可能となる。同様にして、昇降テーブルを、迅速に所望の下方位置に位置決めして停止させることが可能となる。

上記操作ハンドル１２の回動操作後、操作ハンドル１２に対する力を弱め又は手を離すと、操作ハンドル１２は、リターンスプリング３１、３１ａ並びに調節ばね１１の復元力によって、直ちにそのセンター位置に戻される。

上述したようにしてある重量のワークに関して初期圧力の設定をした本レギュレータユニットを、より重量のあるワークの移動等に用いる場合、操作ハンドル１２を、ストッパー２９、２９ａによって規制される範囲内において操作しても、十分な圧力が得られないため、ワークをスムーズに移動させることができない。しかるに、本レギュレータユニットの場合は、ストッパー２９、２９ａが設置されている端面カバー１４が、樹脂リング３５と一体となって筒状ハウジング１３の端面に対して摺接回転可能であるので、操作ハンドル１２がストッパー２９ａに当たった後、更に操作ハンドル１２を上方に回転させようとすると、その末端突出部１２ａによってストッパー２９ａが押し込まれて、端面カバー１４が回転する。

上記のようにして端面カバー１４が回転する結果、操作ハンドル１２は、当初の揺動範囲を超えて回動して、ネジ杆２０を螺進させる。このネジ杆２０の螺進に伴って調節ばね１１が圧縮される結果、レギュレータ本体１の２次側圧力が上昇し、より重量のあるワークのスムーズな昇降、吊架等が可能となる。

本発明は上記のとおりであって、ある重量のワークに関して圧力設定した場合において、その設定のままその重量値を超えるワークの昇降、吊架等に利用可能なレギュレータユニットを提供し得るものであり、その産業上の利用可能性は大である。

１ レギュレータ本体
２ 調圧機構部
１０ ダイアフラム受板
１１ 調節ばね
１２ 操作ハンドル
１３ 筒状ハウジング
１３ａ 抜け止めフランジ
１４ 端面カバー
１７ 摺動ピース
１８ 鋼球
１９ 鍔付きナット
１９ａ 鍔部
２０ ネジ杆
２１ 締結具
２２ ナット
２９、２９ａ ストッパー
３０、３０ａ ストッパー取付材
３１、３１ａ リターンスプリング
３２ 六角ネジ
３５ 樹脂リング
３６ 段部
４０ プランジャー
４１ 連結ネジ

Claims (6)

1. 駆動用シリンダと流体圧供給源との間に配置されるレギュレータユニットであって、レギュレータ本体と、前記レギュレータ本体に連設される調圧機構部とから成り、
   前記調圧機構部は、細径孔と太径孔を有する段付き孔が貫設されていて、前記細径孔に調節ばねが収装され、前記太径孔内に鍔付きナットとそれに螺合するネジ杆が配備される円筒形の筒状ハウジングと、
   前記筒状ハウジングの前記レギュレータ本体取付面と反対側の端面を閉塞する端面カバーと、
   前記端面カバーから突出する前記ネジ杆の端部に固定されて、前記調節ばねを伸縮させるよう作用する操作ハンドルとを含んで構成され、
   前記端面カバーは、前記筒状ハウジングの端部に嵌め付けられる樹脂リングに固定され、前記操作ハンドルの回動量に応じ、前記樹脂リングと一体になって前記筒状ハウジングの端面に対して摺接回転可能であることを特徴とするレギュレータユニット。
2. 前記筒状ハウジングの端部が太径化されて抜け止めフランジが形成され、前記端面カバーと前記樹脂製リングはこの抜け止めフランジを挟んで連結される、請求項１に記載のレギュレータユニット。
3. 前記樹脂製リングの内周面に前記抜け止めフランジが当たる段部が形成される、請求項２に記載のレギュレータユニット。
4. 前記樹脂製リングに、前記筒状ハウジングの外周面との間の摩擦力を補助するためのプランジャーが埋設される、請求項１乃至３のいずれかに記載のレギュレータユニット。
5. 前記操作ハンドルは，摩擦式締結具を介して前記ネジ杆の端部に固定される、請求項１乃至４のいずれかに記載のレギュレータユニット。
6. 前記操作ハンドルは、その回動操作後にセンター位置に自動復帰する機能を備える、請求項１乃至５のいずれかに記載のレギュレータユニット。

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