JP2516715B2 - ロ―ドバランサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品の搬送を容易にす
る物品のロードバランサ、特に物品の荷重を空気圧力に
より略々無荷重に設定するロードバランサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の周知のロードバランサは例えば
実開昭６１−１９７０７９号公報に記載されていて、こ
の場合、バランスシリンダに直列して設けたエアブレー
キシリンダを作動させてバランスシリンダのピストンロ
ッドをバランスシリンダと一体に拘束し、物品支持アー
ムから伝達される物品の荷重を、バランスシリンダと同
様直列に設けた重量感知シリンダに伝達し、荷重に対応
した基準圧力を生じ、この基準圧力に応じた圧縮空気を
バランスシリンダのシリンダ室に供給し、エアシリンダ
を解除することによりこの圧縮空気がバランスシリンダ
のバランスピストン及びピストンロッドを介して支持ア
ームに、荷重に対応する反力を与え、従って支持アーム
に支持した物品の荷重を略々無重量にして、人の力によ
って物品の容易な処理乃至搬送を可能としている。しか
しながら、バランスシリンダに対して直列に設けたエア
ブレーキは、基準圧力を設定する際、物品の荷重をバラ
ンスシリンダに伝達させるときにエアブレーキがバラン
スシリンダのピストンロッドを固定させるのにはエアブ
レーキの軸方向の長さを相当に長くする必要が生じる。
このために、重量感知シリンダ、バランスシリンダ及び
エアブレーキからなるバランスユニットの軸方向の長さ
が長尺になり、従ってロードバランサの高さが高くな
り、例えば室内で使用する目的でこの周知のバランスシ
リンダを使用することは不可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は上記従来技術の欠点、即ち、ロードバランサの高さを
低くして室内でも使用できるロードバランサを提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、アーム
に枢着された水平ピンに一方ではバランスシリンダのピ
ストンロッドを枢着し、他方ではその両側でエアブレー
キのブレーキロッドを枢着し、このブレーキロッドをバ
ランスフレームに固定したエアブレーキシリンダに貫挿
すると共にバランスシリンダをバランスフレームに固定
し、バランスシリンダのピストンロッドをバランスフレ
ームに自由貫挿し、加えて、バランスシリンダの下部が
重量感知シリンダのピストンを形成することにより達成
される。

【０００５】

【作用】エアブレーキがブレーキロッドを拘束すると、
アームに枢着したピンを介して物品の荷重がブレーキロ
ッド、バランスフレーム、バランスシリンダへと順次伝
達され、最後に重量感知シリンダに伝達されて荷重バラ
ンス用の基準圧力を発生する。エアブレーキがバランス
シリンダの両側でバランスフレームに固定されているの
で、荷重はこのブレーキロッドそれぞれから分岐してバ
ランスフレームに伝達されるから、エアブレーキは小型
化可能、即ち、ブレーキロッドの直径を大きくし、シリ
ンダの長さを短くすることが可能であると共に、大きな
荷重を与えられても充分ピストンロッドを拘束すること
が可能である。従って、エアブレーキの軸方向の長さを
短くでき、即ちバランスシリンダと重量感知シリンダの
長さに対応させることができる。

【０００６】

【実施例】図に従い本発明によるロードバランサの実施
例を説明する。

【０００７】図１に示しているように本発明によるロー
ドバランサは台車（１）から構成され、この台車（１）
は３個の車輪（２，３）により支持されたシャシフレー
ム（４）からなる。車輪（２）のうち一対の車輪（２）
はシャシフレーム（４）に直接軸受され、他の１個の後
方の車輪（３）はシャシフレーム（４）に対し垂直軸
（５）周りに回転可能に軸受した操舵フレーム（６）に
軸受されている。操舵フレーム（６）には操舵アーム
（７）が上下運動可能に枢着されている。

【０００８】操舵フレーム（６）に近いシャシフレーム
（４）上には、シャシフレーム（４）に設けた旋回軸受
（８）により垂直軸周りに回転可能にターンテーブル
（９）が載置されている。ターンテーブル（９）上には
水平に配置されたピン（１０）が設けられている。図２
に示している様に、このピン（１０）の中央には後述す
る重量感知シリンダ（１１）が枢着されている。重量感
知シリンダ（１１）の両側で、この重量感知シリンダ
（１１）に対し等間隔で旋回アーム（１２）がこのピン
（１０）に枢着されている。重量感知シリンダ（１１）
内でバランスシリンダ（１３）が摺動可能に嵌合し、バ
ランスシリンダ（１３）の上端はバランスフレーム（１
４）に固定されている。バランスシリンダ（１３）内に
設けられたバランスピストン（１５）に固定したピスト
ンロッド（１６）はバランスフレーム（１４）に設けた
孔を通じて上方に突出していて、その上端は平行四辺形
リンク（１７）の下方のアーム（１８）に、ターンテー
ブル（９）に設けたピン（１０）と平行なピン（１９）
により枢着されている。この枢着点の両側で、この枢着
点から等距離にエアブレーキ（２０）のブレーキロッド
（２１）がピン（１９）に枢着されていて、このロッド
（２１）はそれぞれバランスフレーム（１４）に固定し
たエアブレーキシリンダ（２２）に貫挿されている。こ
のエアブレーキ（２０）は圧力空気の供給を受けると、
ブレーキロッド（２１）を解放し、圧力空気の供給を断
たれるとバネ力によりロッドを拘束する周知のエアブレ
ーキである。

【０００９】ターンテーブル（９）上に設けた水平ピン
（１０）に枢着した旋回アーム（１２）は、ピン（１
０）から先ず斜め後方に延び、次いで鉛直に上方に延び
た形状を有していて、その上端付近で平行四辺形リンク
（１７）の短辺を形成する２枢着点（２３，２４）で平
行リンクの上下アーム（１８，２５）をそれぞれ枢着し
ている。これらの枢着ピン（２３，２４）もターンテー
ブル（９）の水平ピン（１０）及びバランスロッド（１
６）と下方アーム（１８）との枢着ピン（１９）と平行
であると共に略々鉛直面上に位置している。下方の枢着
ピン（２４）にはロッド（２６）の一端が枢着され、ロ
ッド（２６）の他端はターンテーブル（９）に枢着さ
れ、旋回アーム（１２）がターンテーブル（９）に設け
た水平ピン（１０）周りで荷重により回転しないように
下方のピン（１０）を介して旋回アーム（１２）を引張
っている。

【００１０】平行四辺形リンクの上下アーム（１８，２
５）の先端には、サポートフレーム（２７）が水平ピン
（２８，２９）により枢着されている。サポートフレー
ム（２７）と上下アーム（１８，２５）との枢着点は鉛
直面上にあり、その枢着間隔は、上下アーム（１８，２
５）が旋回アーム（１２）に枢着されている間隔と等し
く、従って上下アーム（１８，２５）と旋回アーム（１
２）とサポートフレーム（２７）とで平行四辺形のリン
ク（１７）を形成している。

【００１１】サポートフレーム（２７）の先端には垂直
軸（３０）が固定され、この垂直軸（３０）に、水平方
向に旋回可能なスライドアーム（３１）が軸着されてい
る。スライドアーム（３１）にはエアブレーキ（３２）
が設けられ、このエアブレーキ（３２）は垂直軸（３
０）に作用可能な周知のエアブレーキであり、圧縮空気
の供給を受けているときにはスライドアーム（３１）を
自由に旋回可能とし、圧縮空気の供給を断たれるとバネ
の力で垂直軸を把持して制御力を発揮する周知のエアブ
レーキである。

【００１２】スライドアーム（３１）は横断面形で四角
形の入れ子式の相互に伸縮可能な３個の第１、第２、第
３アーム（３３，３４，３５）からなり、この第２、第
３アーム（３４，３５）の下部先端それぞれにはアーム
制動用のロッド（３６，３７）がスライドアーム（３
４，３５）の伸縮方向に平行に固定され、このロッド
（３４，３５）それぞれが第１アーム（３３）に設けた
エアブレーキ（３８，３９）を貫挿している。エアブレ
ーキ（３８，３９）は圧縮空気の供給を受けてロッド
（３６，３７）の動きを拘束し、スライドアーム（３
４，３５）の長さを決定する。

【００１３】スライドアーム（３１）の先端には図示し
てない物品の支持乃至把持体を設けている。次にバラン
スシリンダ（１３）について詳細に説明する。図２に示
しているように、ターンテーブル（９）に設けた水平ピ
ン（１０）に枢着した重量感知シリンダ（１１）のシリ
ンダ内には非圧縮性流体（４０）が収容され、バランス
シリンダ（１３）の下部がピストン（４１）を形成して
嵌合して、この非圧縮性流体を包囲している。バランス
シリンダ（１３）内にはバランスピストン（１５）が摺
動可能に嵌合し、シリンダー室（４２）内で一定の空気
圧力を受けて、ピストンロッド（１６）を介して平行四
辺形リンクの下アーム（１８）をピストンロッド（１
６）との枢着点で支持する。バランスシリンダ（１３）
のシリンダ室（４２）へ供給される空気の圧力の制御は
後述する。バランスシリンダ（４２）の下部のピストン
（４１）とバランスピストン（１５）との直径は同一で
ある。旋回アーム（１２）の後方には制御盤（４５）が
設けられていて、ロードバランサ（１００）の空圧制御
を行う（図１参照）。

【００１４】次に本発明によるロードバランサ（１０
０）の動作を空圧回路に関連させて説明する。図１に示
しているように、スライドアーム（３１）の先端に載置
した物品の荷重は平行四辺形のりンク（１７）の下アー
ム（１８）を介してバランスシリンダ（１３）のピスト
ンロッド（１６）に負荷する。エアブレーキ（２０）へ
の圧縮空気の供給を断つことによりブレーキシリンダ
（２２）がブレーキロッド（２１）を拘束し、荷重はバ
ランスフレーム（１４）を介して直接バランスシリンダ
（１３）に伝達され、バランスシリンダ（１３）の下部
のピストン（４１）が圧力感知シリンダ（１１）内の非
圧縮流体（４０）を押圧して、物品の荷重に対応した基
準圧力Ｐを発生する。この基準圧力Ｐは精密減圧弁（５
０）に伝達され、この精密減圧弁（５０）に供給される
圧力空気を、この基準圧力Ｐに対応した圧力に調整して
バランスシリンダ（１３）のシリンダ室（４２）内へ圧
縮空気源（６０）から給排する。この様にして、スライ
ドアーム（３３）の先端に載置した物品荷重は、常時バ
ランスシリンダ（１３）により荷重に対応した反力を平
行四辺形リンク（１７）及びサポートフレーム（２７）
及びスライドアーム（３１）を介して受けるので物品を
実質的に無重量の状態に維持させることができる。

【００１５】次に空圧回路（９０）と共に示した本発明
によるロードバランサ（１００）の制御について説明す
る。先ず手動操作弁（５１）を排気位置（５１Ｂ）に切
換えるとバランスフレーム（１４）に固定したエアブレ
ーキ（２０）の空圧はバネ力によりロッド（２１）をバ
ランスフレーム（１４）に対して拘束する。

【００１６】この状態で、スライドアーム（３３）の先
端に物品を荷装すると、物品の荷重はスライドアーム
（３３）、平行四辺形のリンクの下アーム（１８）、ピ
ン（１９）、エアブレーキ（２０）、バランスフレーム
（１４）及びバランスシリンダ（１３）を介して重量感
知シリンダ（１１）の非圧縮性流体（４０）を押圧し、
ここでバランスシリンダ（１３）に供給する空気の圧力
の基準圧力Ｐを発生する。この基準圧力Ｐは精密減圧弁
（５０）に伝達され、この精密減圧弁（５０）は圧縮空
気源（６０）からバランスシリンダ（１３）へ給排され
る空気の圧力を基準圧力Ｐに対応して制御する。この状
態で、手動操作弁（５１）を操作し、圧縮空気源（６
０）からの圧縮空気をエアブレーキ（２０）に供給する
と、エアブレーキ（２０）はピストンロッド（２１）を
解放する。また精密減圧弁（５０）から物品の荷重に対
応した圧力の圧縮空気がバランスシリンダ（１３）に供
給され、この圧縮空気はバランスシリンダ（１３）のピ
ストン（１５）及びピストンロッド（１６）を通じて平
行四辺形リンクの下アーム（１８）を支持する。このと
き切換弁（５７）は空気の圧力を受けて位置（５７Ｂ）
に切換わり、重量感知シリンダ（１１）からの基準圧力
Ｐを遮断する。従って精密減圧弁（５０）には、この基
準圧力Ｐが常時付与される。この様にしてスライドアー
ム（３３）の先端に載置した物品の荷重は、スライドア
ーム（３３）と共に無重量の状態となる。

【００１７】次いで手動操作弁（５２）（５３）を操作
し、ターンテーブル（９）のブレーキを解除、又は作動
させて、アーム（１７）の水平方向の旋回位置を設定し
たり、スライドアーム（３３）のロッド（３６，３７）
に係合するブレーキ（３８，３９）を操作してスライド
アーム（３４，３５）の長さを決定する。

【００１８】次に荷重支持系、即ち平行四辺形リンク
（１７）、サポートフレーム（２７）及びスライドアー
ム（３３）に過負荷が生じたときの安全制御について説
明する。先ず、本発明によるロードバランサ（１００）
が許容荷重以上の荷重をスライドアーム（３３）に載置
すると、重量感知シリンダ（１１）内の圧力は許容値以
上に上昇する。重量感知シリンダ（１１）の圧力を常時
モニターしている制御弁（５６）はこの許容値以上の圧
力を検知すると圧力空気源（６０）から圧力空気をエア
ブレーキ（２０）系の空圧回路に送り込みエアブレーキ
（２０）を解除して、物品を地上に戻して安全を確保す
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によるロードバランサは荷重を支
持する平行四辺形のリンクアームを載荷重位置で無重量
にするために、アームに水平ピンを介して枢着されたバ
ランスシリンダのピストンロッドをバランスフレームに
貫挿させ、他方水平ピンにブレーキロッドをピストンロ
ッドの両側で枢着し、このブレーキロッドを係合するエ
アブレーキシリンダをバランスシリンダの両側でバラン
スフレームに固定しているので、水平ピンを介してアー
ムから伝達される物品の荷重はブレーキロッドそれぞれ
に分岐されて、バランスフレームからバランスシリンダ
及び重量感知シリンダに伝達されるので、それぞれのエ
アブレーキの拘束負荷を軽減できる。又、エアブレーキ
シリンダと重量感知シリンダとの軸方向長さに対応して
エアブレーキを設けることができるから、それ等から構
成される機能機器の軸方向長さを短くでき、従ってロー
ドバランサの高さを低くできる。更に、荷重を分岐して
重量感知シリンダに分岐しているので、重量のある物品
でも確実に重量感知シリンダにその荷重に対応した荷重
を伝達できるから、荷重に反力を与えるためにバランス
シリンダのシリンダ径も自由に選択でき、又逆にアーム
の支持点とアームとバランスシリンダのピストンとの支
持点間を短くして、アームの上下旋回範囲を拡大するこ
ともできる。この様に、本発明によるロードバランサは
室内でも、又重荷重に対して適用できるロードバランサ
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロードバランサの側面図である。

【図２】本発明によるロードバランサの空圧制御を説明
するブロック説明図である。

【符号の説明】

１００ ロードバランサ １ 台車 ２，３ 車輪 ４ シャシフレーム ９ ターンテーブル １０ ターンテーブルのピン １１ 重量感知シリンダ １２ 旋回アーム １３ バランスシリンダ １４ バランスフレーム １７ 平行四辺形のリンク ２０ エアブレーキ ２７ サポートフレーム ３１ スライドアーム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車と、該台車のシャシフレームに設け
   た旋回軸受により垂直軸周りに旋回可能なターンテーブ
   ルと、該ターンテーブルに設けられた水平ピンと、該水
   平ピンの中央に軸着され、略々、鉛直に直立する重量感
   知シリンダと、該重量感知シリンダに嵌合するピストン
   を備えたバランスシリンダと、該バランスシリンダの上
   端に固定され、バランスシリンダのバランスピストンの
   ピストンロッドを貫挿するバランスフレームと、該バラ
   ンスフレームに固定され、前記バランスシリンダの両側
   にそれぞれ等間隔で位置するエアブレーキシリンダと、
   前記ピストンロッドを中央で軸着し、その両側で等間隔
   に平行四辺形リンクの下アームを軸着し、前記エアブレ
   ーキシリンダに貫挿されたブレーキロッドを軸受したピ
   ンと、前記ターンテーブルに支持され、ターンテーブル
   に対して直立し、前記平行四辺形のリンクの上下アーム
   の一端をそれぞれ枢着する旋回アームと、該旋回アーム
   と、前記上下アームとの枢着点間の間隔と等間隔で上下
   アームの他端に枢着されたサポートフレームと、該サポ
   ートフレームに固定した垂直ピン周りに軸着した物品支
   持体とから構成されたロードバランサ。