JP2529543B2 - 圧力調整回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアシリンダのシリン
ダ調圧室に供給される加圧空気の圧力を調整してピスト
ンに連結されたワークの荷重と拮抗する力を前記ピスト
ンに付与するための圧力調整回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピストンロッドの先端にワークを
取り付けたエアシリンダのシリンダ室を、ワークに作用
する重力に拮抗する圧力に調圧することにより、わずか
な外力を作用させるだけでワークを昇降可能とする圧力
調整回路が知られている。

【０００３】このような圧力調整回路の一例を、図９を
参照して説明すると、エアシリンダ２のシリンダ調圧室
４には、主弁６の調圧室８が接続されている。この調圧
室８は、空気供給源Ｒに接続された給気室１０に連接
し、給気弁体１２によって給気室１０との連通を通断さ
れる。また調圧室８には、大気開放されている排気室１
４が連接され、排気弁体１６によって調圧室８と排気室
１４との連通が通断される。

【０００４】排気室１４の上方には、排気室１４とは独
立にピストン室１８が設けられており、このピストン室
１８は、調圧ピストン２０により制御室２２と調圧ピス
トン室２４とに区分される。調圧ピストン２０には、調
圧室８を貫通するステム２６が連結されており、ステム
２６の下降により給気弁体１２が押し下げられて調圧室
８と給気室１０とが連通され、ステム２６の上昇により
排気弁体１６が引き上げられて調圧室８と排気室１４と
が連通される。また、制御室２２はバイパス２８を介し
て調圧室８と連通されている。さらに、調圧ピストン室
２４の給排ポート３０は調整弁３００の副調圧室３０２
に連通されると共に、オリフィス３０４を介して大気開
放されている。

【０００５】調整弁３００には、副調圧室３０２に連接
する副給気室３０６が設けられており、副給気室３０６
は空気供給源Ｒに接続されている。また、副調圧室３０
２と副給気室３０６とは、副調圧室３０２を貫通するシ
ャフト３０８ａを有する弁体３０８によって連通を通断
される構成である。弁体３０８の下側には弁体３０８を
閉鎖位置側に付勢する付勢ばね３１０が装着され、弁体
３０８の上端３０８ｂは副制御室３１２内に突出し副制
御室３１２と調圧ばね室３１４との間に横設されたダイ
ヤフラム３１６の中央に取り付けられた受板３１８に当
接されている。このダイヤフラム３１６は、調圧ばね室
３１４内に設置された調圧ばね３２０によって弁体３０
８を押し下げる方向に付勢されており、調圧ばね３２０
の付勢力はハンドル３２２にて調整できる。さらに、副
制御室３１２は、バイパス２８を介して調圧室８および
制御室２２に連通されており、これらの圧力が導入され
る構成である。

【０００６】こうした構成による圧力調整回路３５０で
は、調整弁３００の弁体３０８が調圧ばね３２０によっ
て押し下げられると、空気供給源Ｒからの加圧空気が主
弁６の調圧ピストン室２４に導入される。これにより調
圧ピストン２０が下降して給気弁体１２を押し下げる
と、空気供給源Ｒからの加圧空気が調圧室８を介してシ
リンダ調圧室４に導入され、ピストンＰをワークＷと共
に上昇させる力を及ぼす。このとき、互いに連通してい
るシリンダ調圧室４、調圧室８、制御室２２および副制
御室３１２の圧力が上昇する。制御室２２の圧力が調圧
ピストン室２４の圧力に優れば、調圧ピストン２０が押
し上げられてステム２６が引き上げられるので、給気弁
体１２は上昇して給気室１０と調圧室８の連通を遮断
し、排気弁体１６が引き上げられて調圧室８と排気室１
４とが連通される。これにより、シリンダ調圧室４の圧
力は低下し、ピストンＰは下降する。また、調圧室８へ
の加圧空気の給排により、制御室２２の圧力と調圧ピス
トン室２４の圧力とが釣合えば、ステム２６は中立位置
とされるので、給気弁体１２および排気弁体１６は図示
のように閉鎖位置とされて、調圧室８すなわちシリンダ
調圧室４へ空気の給排はなされない。したがって、ピス
トンＰおよびワークＷは昇降変位しない釣合状態とされ
る。このように、制御室２２と調圧ピストン室２４の圧
力がバランスすれば、ピストンＰは釣合状態となる。

【０００７】この釣合状態は制御室２２と調圧ピストン
室２４の圧力バランスによってもたらされるが、調圧ピ
ストン室２４の圧力は調整弁３００によって調整されて
いる。図示の構成から明らかなように、調整弁３００に
おいては、調圧ばね３２０の付勢力が副制御室３１２の
圧力および付勢ばね３１０に打ち勝って弁体３０８を下
降させると副給気室３０６と副調圧室３０２とが連通さ
れて、加圧空気が副調圧室３０２側へ供給される。これ
によってオリフィス３０４からの流出量を越える加圧空
気が調圧ピストン室２４側に流入すると、調圧ピストン
室２４の圧力が上昇する。

【０００８】一方、副制御室３１２の圧力が上昇してダ
イヤフラム３１６を押し上げると、弁体３０８が副給気
室３０６と副調圧室３０２との連通を遮断して調圧ピス
トン室２４への加圧空気の供給は停止されるので、オリ
フィス３０４からの空気の流出に伴って調圧ピストン室
２４の圧力が低下する。

【０００９】したがって、調圧ピストン室２４の圧力は
調圧ばね３２０の付勢力と副制御室３１２の圧力とによ
って調整され、調圧ばね３２０の付勢力が大きければ、
副制御室３１２の圧力（＝制御室２２、調圧室８および
シリンダ調圧室４の圧力）が高い状態で、調圧ピストン
室２４の圧力と副制御室３１２の圧力とがバランスす
る。また、調圧ばね３２０の付勢力が小さければ、副制
御室３１２の圧力（＝制御室２２、調圧室８およびシリ
ンダ調圧室４の圧力）が低い状態で、調圧ピストン室２
４の圧力と副制御室３１２の圧力とがバランスする。つ
まり、ワークＷの荷重が大きければ、調圧ばね３２０の
付勢力を大きくすることでシリンダ調圧室４の圧力を高
め、ワークＷの荷重が小さければ、調圧ばね３２０の付
勢力を小さくすることでシリンダ調圧室４の圧力を低め
て、ピストンＰを釣合状態とできる。

【００１０】この釣合状態でワークＷに外力を及ぼして
上昇させれば、シリンダ調圧室４の圧力は低下し、制御
室２２の圧力も低下する。これに応じて副制御室３１２
の圧力も低下し調整弁３００が開弁する。すると、上述
のようにオリフィス３０４からの流出を上回る加圧空気
が調圧ピストン室２４側へ流入して調圧ピストン室２４
の圧力が上昇するので、調圧ピストン２０が下降し給気
弁体１２が押し下げられシリンダ調圧室４に加圧空気が
供給される。したがって、わずかな外力を及ぼすだけで
ワークＷを上昇させることができる。

【００１１】また、釣合状態でワークＷに外力を及ぼし
て下降させれば、シリンダ調圧室４の圧力は上昇し、制
御室２２および副制御室３１２の圧力も上昇するので、
減圧弁３００は閉弁される。これにより調圧ピストン室
２４への加圧空気の供給は停止され、オリフィス３０４
からの空気の流出に伴って調圧ピストン室２４の圧力が
低下するので、調圧ピストン２０が上昇し排気弁体１６
が押し上げられシリンダ調圧室４から空気が排出され
る。したがって、わずかな外力を及ぼすだけでワークＷ
を下降させることができる。さらに、外力を及ぼして上
昇または下降させたワークを所望の位置で停止させれ
ば、調圧室８への空気の給排により、制御室２２の圧力
と調圧ピストン室２４の圧力とがバランスし、シリンダ
調圧室４における空気の給排は停止され、ワークＷは再
び釣合状態とされる。

【００１２】以上のように、ワークＷの荷重に応じて調
圧ばね３２０の付勢力を調整すればピストンＰを釣合状
態とでき、釣合状態にあるワークＷにわずかな外力を及
ぼすだけでワークＷを昇降させることができる。なお、
調圧ばね３２０に代えて調圧ばね室３１４に加圧空気を
導入する構成とされることもある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の圧力
調整回路では、例えばワークＷがごく軽量で、釣合状態
に置けるシリンダ調圧室４の圧力が低く空気供給源の圧
力との差が大きい場合に、外力を及ぼしてワークＷを上
昇させると、シリンダ調圧室４の圧力低下にともなって
副制御室３１２および制御室２２の圧力も低下するの
で、調整弁３００が開弁して空気供給源Ｒからの高圧空
気が調圧ピストン室２４に流入して、調圧ピストン２０
を押し下げる。この際、制御室２２の圧力低下が調圧ピ
ストン２０の押し下げ効果を増加させる。このため、給
気弁体１２が一気に押し下げられるので、空気供給源Ｒ
からの高圧空気がシリンダ調圧室４へ急激に流入して、
ピストンＰおよびワークＷを急上昇させることがある。

【００１４】また、ワークＷが重くて釣合状態に置ける
シリンダ調圧室４の圧力が高い場合に、外力を及ぼして
ワークＷを下降させると、シリンダ調圧室４の圧力上昇
にともなって副制御室３１２および制御室２２の圧力も
上昇するので、調整弁３００が閉弁される。併せて、ワ
ークＷの重量に応じて高く設定されている調圧ピストン
室２４の空気は、大気圧との圧力差が大きいためにオリ
フィス３０４から急激に排出されるにも関わらず減圧弁
３００からの加圧空気は調圧ピストン室２４側へ供給さ
れないので、調圧ピストン室２４の圧力は急激に低下
し、調圧ピストン２０は押し上げられる。この際、上昇
している制御室２２の圧力が調圧ピストン２０の押し上
げ効果を増加させる。このため、排気弁体１６が一気に
引き上げられるので、調圧室８の空気が急激に排出され
シリンダ調圧室４の圧力が急降下して、ピストンＰおよ
びワークＷを急降下させることがある。

【００１５】このような不都合は、例えば調圧ピストン
室２４への加圧空気の給排速度を抑制すれば回避できる
が、この給排速度の抑制は主弁６の応答性を低下させる
ことになり、ワークＷの円滑な昇降を妨げることになっ
てしまう。本発明は、ワークＷの円滑な昇降を確保した
うえで上述のような不都合を解消可能な圧力調整回路を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の圧力調整回路は、エアシ
リンダのシリンダ調圧室に供給される加圧空気の圧力を
調整してピストンに連結されたワークの荷重と拮抗する
力を前記ピストンに付与するための圧力調整回路であっ
て、空気供給源に接続された給気室と、給気弁体により
前記給気室との連通を通断され前記シリンダ調圧室に接
続される調圧室と、排気弁体により前記調圧室との連通
を通断され排気ポートにより外部に開放される排気室
と、中立位置では前記給気弁体と前記排気弁体とを共に
閉鎖位置とし下降時には前記給気弁体を開放し上昇時に
は前記排気弁体を開放するステムと、前記調圧室と連通
された制御室とこの制御室に対置された調圧ピストン室
との圧力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降させ
る調圧ピストンとを有する主弁と、前記空気供給源から
の加圧空気が供給される副給気室と、前記調圧ピストン
室に接続され且つオリフィスを介して大気側に接続され
た副調圧室と、前記制御室の圧力の昇降に応じて前記副
給気室と前記副調圧室との連通を通断する弁体とを有
し、前記空気供給源からの加圧空気を前記ワークの荷重
に応じて設定される調整圧力に減圧して前記調圧ピスト
ン室に供給する調整弁とを備える圧力調整回路におい
て、前記調整弁の副給気室と前記空気供給源との間に介
装されて、前記空気供給源からの加圧空気を減圧して前
記副給気室に供給する減圧弁と、前記オリフィスの大気
側に配されて、前記オリフィスの前記副調圧室側と大気
側との圧力差を設定範囲に維持するリリーフ弁とを設け
たことを特徴とする。

【００１７】請求項２記載の圧力調整回路は、エアシリ
ンダのシリンダ調圧室に供給される加圧空気の圧力を調
整してピストンに連結されたワークの荷重と拮抗する力
を前記ピストンに付与するための圧力調整回路であっ
て、空気供給源に接続された給気室と、給気弁体により
前記給気室との連通を通断され前記シリンダ調圧室に接
続される調圧室と、排気弁体により前記調圧室との連通
を通断され排気ポートにより外部に開放される排気室
と、中立位置では前記給気弁体と前記排気弁体とを共に
閉鎖位置とし下降時には前記給気弁体を開放し上昇時に
は前記排気弁体を開放するステムと、前記調圧室と連通
された制御室とこの制御室に対置された調圧ピストン室
との圧力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降させ
る調圧ピストンとを有する主弁と、前記調圧ピストン室
に接続され且つオリフィスを介して空気供給源に接続さ
れた副調圧室と、大気側に接続された副排気室と、前記
制御室の圧力の昇降に応じて前記副調圧室と前記副排気
室との連通を通断する弁体とを有し、前記調圧ピストン
室の圧力を前記ワークの荷重に応じて設定される調整圧
力に保つ調整弁とを備える圧力調整回路において、前記
オリフィスの前記空気供給源側に配されて前記空気供給
源からの加圧空気を減圧して前記オリフィス側へ供給す
る減圧弁と、前記調整弁の副排気室の大気側に配され
て、前記副排気室の圧力が設定値以上となった際に開弁
するリリーフ弁とを設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記の構成になる請求項１記載の圧力調整回路
においては、減圧弁は、空気供給源からの加圧空気を減
圧して副給気室に供給する。この減圧弁の二次圧を調整
圧力をわずかに上回る圧力に調節しておけば、釣合状態
に置ける調圧ピストン室（調整圧力）と副給気室の圧力
差が小さくなる。

【００１９】このため、釣合状態から、外力を及ぼされ
てのワークの上昇によるシリンダ調圧室の圧力低下にと
もなって副制御室および制御室の圧力が低下し、調整弁
が開弁しても、調圧ピストンが一気に押し下げられるこ
とはなく、空気供給源からの高圧空気がシリンダ調圧室
へ急激に流入することもない。したがって、高圧空気が
シリンダ調圧室へ急激に流入することによるピストンお
よびワークの急上昇は回避される。

【００２０】しかし、調圧ピストン室への空気の流入が
妨げられるわけではないので、ピストンおよびワークの
円滑な上昇は確保される。また、リリーフ弁は、オリフ
ィスの副調圧室側と大気側との圧力差を設定範囲に維持
する。

【００２１】このため、釣合状態から、外力を及ぼされ
てのワークの下降によるシリンダ調圧室の圧力上昇にと
もなって副制御室および制御室の圧力が上昇し、調整弁
が閉弁されても、調圧ピストン室の空気がオリフィス側
へと急激に排出されることはなく、調圧ピストンが一気
に押し上げられることもない。したがって、排気弁体が
一気に引き上げられて調圧室から急激に排気されシリン
ダ調圧室の圧力が急降下することによる、ピストンおよ
びワークの急降下は回避される。

【００２２】しかし、調圧ピストン室からの排気が妨げ
られるわけではないので、ピストンおよびワークの円滑
な下降は確保される。請求項２記載の圧力調整回路にお
いては、減圧弁は、空気供給源からの加圧空気を減圧し
てオリフィス側へ供給する。この減圧弁の二次圧を、調
整圧力をわずかに上回る圧力に調整しておけば、釣合状
態から、外力を及ぼされてのワークの上昇によるシリン
ダ調圧室の圧力低下にともなって制御室の圧力が低下し
ても、調圧ピストンが一気に押し下げられることはな
く、空気供給源からの高圧空気がシリンダ調圧室へ急激
に流入することもない。したがって、高圧空気がシリン
ダ調圧室へ急激に流入することによるピストンおよびワ
ークの急上昇は回避される。

【００２３】しかし、調圧ピストン室への空気の流入が
妨げられるわけではないので、ピストンおよびワークの
円滑な上昇は確保される。また、リリーフ弁は、副排気
室の圧力が設定値以上となった際に開弁する。このた
め、釣合状態から、外力を及ぼされてのワークの下降に
よるシリンダ調圧室の圧力上昇にともなって副制御室の
圧力が上昇して調整弁が開弁されても、調圧ピストン室
の空気が急激に排出されることはなく、調圧ピストンが
一気に押し上げられることもない。したがって、排気弁
体が一気に引き上げられて調圧室から急激に排気されシ
リンダ調圧室の圧力が急降下することによる、ピストン
およびワークの急降下は回避される。

【００２４】しかし、調圧ピストン室からの排気が妨げ
られるわけではないので、ピストンおよびワークの円滑
な下降は確保される。

【００２５】

【実施例】次に、本発明のいくつかの実施例を説明す
る。なお、以下の実施例におけるエアシリンダおよび主
弁の構造は、図８にて従来例として示したものと同様で
あるので、これらについては、図８と同じ品番を付して
説明を省略する。 （実施例１）図１に示すように、この実施例の圧力調整
回路１では、主弁６の調圧ピストン室２４に連通する給
排ポート３０は調整弁４０の副調圧室４２に連通されて
いる。調整弁４０には、副調圧室４２に連接する副給気
室４６が設けられており、副調圧室４２と副給気室４６
とは、副調圧室４２を貫通するシャフト４８ａを有する
弁体４８によって連通を通断される構成である。弁体４
８の下側には弁体４８を閉鎖位置側に付勢する付勢ばね
５０が装着され、弁体４８の上端４８ｂは副制御室５２
内に突出している。この副制御室５２と対向するダイヤ
フラム室５４との間には中央に受板５６を有するダイヤ
フラム５８が横設されて副制御室５２とダイヤフラム室
５４とを気密に分離している。また、受板５６には、弁
体４８の上端４８ｂが当接されている。

【００２６】ダイヤフラム室５４は、電空レギュレータ
６０を介して空気供給源Ｒに接続されており、ダイヤフ
ラム室５４に加圧空気を導入した際には、受板５６を介
して弁体４８押し下げる方向に付勢することができる。
なお、電空レギュレータ６０の電流値の調節は手動によ
り、これを調節することによりダイヤフラム室５４へ導
入される空気圧を調節可能であり、ダイヤフラム５８に
よる弁体４８の押し下げ力を調節できる。

【００２７】さらに、副制御室５２は、バイパス２８を
介して調圧室８および制御室２２に連通されており、こ
れらの圧力が導入される構成である。したがって、弁体
４８は、付勢ばね５０による上向きの付勢力とダイヤフ
ラム室５４と副制御室５２との圧力差に応じて受板５６
を介して及ぼされる下向きの付勢力とによってポジショ
ンを決定されることになる。

【００２８】この調整弁４０の副給気室４６は、減圧弁
６２の調圧室６４に接続されている。減圧弁６２には、
調圧室６４に連接する給気室６６が設けられており、給
気室６６は空気供給源Ｒに接続されている。これら調圧
室６４と給気室６６とは、調圧室６４を貫通するシャフ
ト６８ａを有する弁体６８によって連通を通断される構
成である。弁体６８の下側には弁体６８を閉鎖位置側に
付勢する付勢ばね７０が装着され、弁体６８の上端６８
ｂは制御室７２内に突出している。この制御室７２と対
向するダイヤフラム室７４との間には中央に受板７６を
有するダイヤフラム７８が横設されて制御室７２とダイ
ヤフラム室７４とを気密に分離している。また、受板７
６には、弁体６８の上端６８ｂが当接されており、ダイ
ヤフラム室７８内には受板７６を弁体６８側に付勢する
上側ばね８０が収納されている。さらに、ダイヤフラム
室７４は、電空レギュレータ６０の二次側に接続されて
おり、導入した加圧空気の圧力をダイヤフラム７８に及
ぼし、受板７６を介して弁体６８押し下げる方向に付勢
することができる。

【００２９】さらに、制御室７２は、バイパスポート８
２を介して調圧室６４に連通されており、この圧力が導
入される構成である。したがって、弁体６８は、付勢ば
ね７０による上向きの付勢力、上側ばね８０による下向
きの付勢力、ダイヤフラム室７４と制御室７２（＝調圧
室６４の圧力、調整弁４０の副給気室４６の圧力）との
圧力差に応じて受板７６を介して及ぼされる下向きの付
勢力とによってポジションを決定されることになる。

【００３０】ただし、付勢ばね７０による上向きの付勢
力は、弁体６８の重量をわずかに越える程度に調節され
ているので、弁体６８のポジションは、実質的には、上
側ばね８０による下向きの付勢力およびダイヤフラム室
７４と制御室７２（＝調圧室６４の圧力、調整弁４０の
副給気室４６の圧力）との圧力差に応じて決定されるこ
とになる。したがって、減圧弁６２の二次圧（調圧室６
４の圧力）は、ダイヤフラム室７４に導入される電空レ
ギュレータ６０の二次圧に対して、上側ばね８０の付勢
力に見合った分だけ高い圧力とされる。

【００３１】一方、調整弁４０の副調圧室４２および主
弁６の給排ポート３０は、オリフィス８４を介して、リ
リーフ弁８６の調圧室８８に接続されている。このリリ
ーフ弁８６は、減圧弁６２とほぼ同様の構成であり、調
圧室８８に連接する排気室９０、シャフト９２ａを有し
て調圧室８８と排気室９０との連通を通断する弁体９
２、弁体９２を閉鎖位置側に付勢する付勢ばね９４、弁
体９２の上端９２ｂが突出している制御室９６、中央に
受板９８を有するダイヤフラム１００により制御室９６
と隔絶されているダイヤフラム室１０２、ダイヤフラム
室１０２内に配されて受板９８を弁体９２側に付勢する
上側ばね１０４を備え、バイパスポート８２に相当する
ポートを欠く点で減圧弁６２と異なっている。また、制
御室９６は、電空レギュレータ６０の二次側に接続さ
れ、ダイヤフラム室１０２はオリフィス８４の下流側に
接続されている。

【００３２】このリリーフ弁８６では、弁体９２のポジ
ションは、付勢ばね９４による上向きの付勢力、上側ば
ね１０４による下向きの付勢力、ダイヤフラム室１０２
の圧力（＝調整弁４０の副調圧室４２の圧力、主弁６の
調圧ピストン室２４の圧力）と制御室９６の圧力（＝電
空レギュレータ６０の二次圧）との圧力差に応じて受板
９８を介して及ぼされる下向きの付勢力とによって決定
されることになる。

【００３３】ただし、付勢ばね９４による上向きの付勢
力は、弁体９２の重量をわずかに越える程度に調節され
ているので、弁体９２のポジションは、実質的には、上
側ばね１０４による下向きの付勢力およびダイヤフラム
室１０２と制御室９６との圧力差に応じて決定されるこ
とになる。したがって、リリーフ弁８６の調圧室８８の
圧力は、制御室９６に導入される電空レギュレータ６０
の二次圧に対して、上側ばね８０の付勢力に見合った分
だけ低い圧力とされる。

【００３４】次に、以上の構成になる圧力調整回路１の
作動について説明する。まず、空気供給源Ｒからの加圧
空気が圧力調整回路１に導入される前に、ワークＷがピ
ストンＰに装着される。次に、電空レギュレータ６０の
電流値を、例えば二次圧が最低となる電流値に調節し、
空気供給源Ｒからの加圧空気を圧力調整回路１に導入す
る。このとき調整弁４０のダイヤフラム室５４および減
圧弁６２のダイヤフラム室７４の圧力は、事実上０（ゲ
ージ圧）となるので、調整弁４０、減圧弁６２は閉弁さ
れている。電空レギュレータ６０の電流値を調整して、
二次圧を徐々に上昇させると、減圧弁６２が開弁し、調
整弁４０の副給気室４６に加圧空気が流入する。これに
より副給気室４６の圧力、すなわち減圧弁６２の制御室
７２の圧力が上昇し、制御室７２側から受板７６に作用
する力がダイヤフラム室７４側の力に打ち勝つと、減圧
弁６２が閉弁される。このように、減圧弁６２は、制御
室７２に導入される副給気室４６の圧力とダイヤフラム
室７４に導入される電空レギュレータ６０の二次圧およ
び上側ばね８０の付勢力とにより、空気供給源Ｒからの
加圧空気を減圧して、調整弁４０の副給気室４６に供給
する。

【００３５】また、電空レギュレータ６０の二次圧が上
昇すると、ダイヤフラム室５４の圧力により調整弁４０
が開弁して、副給気室４６から副調圧室４２へと加圧空
気が流入する。この加圧空気は、主弁６の調圧ピストン
室２４へ流入し、調圧ピストン２０を押し下げる。これ
により調圧ピストン２０が下降して給気弁体１２を押し
下げると、空気供給源Ｒからの加圧空気が調圧室８を介
してシリンダ調圧室４に導入され、ピストンＰをワーク
Ｗと共に上昇させる力を及ぼす。

【００３６】このとき、互いに連通しているシリンダ調
圧室４、調圧室８、制御室２２および副制御室５２の圧
力が上昇する。制御室２２の圧力が調圧ピストン室２４
の圧力に優れば、調圧ピストン２０が押し上げられ、調
圧ピストン２０の変位量に応じて調圧ピストン室２４の
圧力が上昇する。調圧ピストン室２４の圧力は、オリフ
ィス８４を介して連通されているリリーフ弁８６の調圧
室８８、ダイヤフラム室１０２に伝達される。これによ
り、ダイヤフラム室１０２側から受板９８に作用する力
が制御室９６側の力に打ち勝つと、リリーフ弁８６が開
弁され、調圧室８８と排気室９０が連通される。調圧室
８８側の空気は排気室９０から排気され、調圧ピストン
室２４の圧力が低下するので、調圧ピストン２０が上昇
してステム２６が引き上げられる。ステム２６の上昇に
より、給気弁体１２は上昇して給気室１０と調圧室８の
連通を遮断し、排気弁体１６が引き上げられて調圧室８
と排気室１４とが連通される。これにより、シリンダ調
圧室４の圧力は低下し、ピストンＰは下降する。

【００３７】また、調圧室８への加圧空気の給排によ
り、制御室２２の圧力と調圧ピストン室２４の圧力とが
釣合えば、ステム２６は中立位置とされるので、給気弁
体１２および排気弁体１６は図示のように閉鎖位置とさ
れて、調圧室８すなわちシリンダ調圧室４へ空気の給排
はなされない。したがって、ピストンＰおよびワークＷ
は昇降変位しない釣合状態とされる。このように、制御
室２２と調圧ピストン室２４の圧力がバランスすれば、
ピストンＰは釣合状態となる。

【００３８】電空レギュレータ６０の二次圧を高く設定
すれば、調整弁４０および減圧弁６２の二次圧が高くな
る。これに応じて、調圧ピストン室２４の圧力が高くな
るので、シリンダ調圧室４の圧力も高くなる。他方、電
空レギュレータ６０の二次圧が低ければシリンダ調圧室
４の圧力は低くなる。つまり、電空レギュレータ６０の
二次圧を高低変化させればシリンダ調圧室４の圧力を高
低変化させることができ、ワークＷの重量に応じて電空
レギュレータ６０の二次圧を調節することで、上述の釣
合状態が創出される。

【００３９】電空レギュレータ６０を手動調節して、上
述の釣合状態を創出した後、外力を及ぼしてワークＷを
上昇させると、シリンダ調圧室４の圧力低下にともなっ
て副制御室５２および制御室２２の圧力も低下するの
で、調整弁４０が開弁して副給気室４６側の空気が調圧
ピストン室２４に流入して、調圧ピストン２０を押し下
げる。この際、副給気室４６には減圧弁６２で減圧され
た空気が供給されているので、調圧ピストン室２４側と
副給気室４６側との圧力差は小さくなっている。このた
め、調整弁４０の開弁に伴って副給気室４６側の空気が
調圧ピストン室２４に一気に流入することはなく、調圧
ピストン２０が一気に押し下げられることはない。した
がって、空気供給源Ｒからの高圧空気がシリンダ調圧室
４へ急激に流入することもない。よって、高圧空気がシ
リンダ調圧室４へ急激に流入することによるピストンＰ
およびワークＷの急上昇は回避される。

【００４０】しかし、調圧ピストン室２４への空気の流
入自体が妨げられるわけではないので、ピストンＰおよ
びワークＷの円滑な上昇は確保される。また、釣合状態
から外力によりワークＷを下降させると、シリンダ調圧
室４の圧力上昇にともなって副制御室５２および制御室
２２の圧力も上昇するので、調整弁４０が閉弁される。
併せて、調圧ピストン２０は押し上げられ、調圧ピスト
ン２０の変位量に応じて調圧ピストン室２４の圧力が上
昇する。調圧ピストン室２４側の圧力が上昇すると、リ
リーフ弁８６が開弁して調圧ピストン室２４の空気が排
出される。しかし、調圧ピストン室２４側の圧力がリリ
ーフ弁８６の設定開弁圧よりも低下するとリリーフ弁８
６が閉弁するので、調圧ピストン室２４の空気が過剰に
排出されることはない。これにより、調圧ピストン２０
の急上昇、すなわちステム２６の急上昇により排気弁体
１６が一気に引き上げられることは回避される。したが
って、調圧室８の空気が急激に排出されることはなく、
シリンダ調圧室４の圧力の急降下によりピストンＰおよ
びワークＷが急降下することもない。

【００４１】しかし、調圧ピストン室２４からの排気が
妨げられるわけではないので、ピストンＰおよびワーク
Ｗの円滑な下降は確保される。このように、本実施例の
圧力調整回路１によれば、釣合状態にあるワークＷに外
力を及ぼした際のワークＷの円滑な昇降は確保され、し
かもワークＷの急激な昇降は防止される。 （実施例２）図２に示すように、この実施例２の圧力調
整回路１２０は、実施例１と同様の主弁６、調整弁４
０、減圧弁６２、リリーフ弁８６等による構成であるの
で、各部には実施例１と同じ品番を付して、説明を省略
する。

【００４２】この圧力調整回路１２０では、減圧弁６２
のダイヤフラム室７４およびリリーフ弁８６のダイヤフ
ラム室１０２が、調圧ピストン室２４に接続されてい
る。なお、その他の接続関係は実施例１と同様である。
この圧力調整回路１２０は、実施例１の圧力調整回路１
とほぼ同様に作用し、ほぼ同様の効果を発揮する。 （実施例３）この実施例３は、調圧ピストン室の排出側
に調整弁を設置する例である。なお、この実施例３で
は、実施例１、２と同様の主弁６、減圧弁６２、リリー
フ弁８６等を使用しているので、これらには実施例１、
２と同じ品番を付して、説明を省略する。

【００４３】図３に示すように、この圧力調整回路１３
０では、減圧弁６２の調圧室６４は、オリフィス１３２
を介して主弁６の調圧ピストン室２４に接続されてい
る。また、調圧室６４および調圧ピストン室２４は、調
整弁１３４の副調圧室１３６に接続されている。

【００４４】調整弁１３４には、副調圧室１３６に連接
して副排気室１３８が設けられており、副調圧室１３６
と副排気室１３８とは、副排気室１３８内に配された弁
体１４０によって連通を通断される構成である。弁体１
４０にはフランジ１４２およびシャフト１４４が固着さ
れており、副排気室１３８内に収容された付勢ばね１４
６がフランジ１４２を介して弁体１４０を開放位置側に
付勢している。

【００４５】シャフト１４４の上端１４７は、主弁６の
調圧室８および制御室２２に連通された副制御室１４８
内に突出している。この副制御室１４８と対向するダイ
ヤフラム室１５０との間には中央に受板１５２を有する
ダイヤフラム１５４が横設されて副制御室１４８とダイ
ヤフラム室１５０とを気密に隔絶しており、受板１５２
には、シャフト１４４の上端１４７が当接されている。

【００４６】また、ダイヤフラム室１５０は、電空レギ
ュレータ６０の二次側に接続されており、副排気室１３
８はリリーフ弁８６の調圧室８８およびダイヤフラム室
１０２に接続されている。次に、この圧力調整回路１３
０の作動について説明するが、主弁６、減圧弁６２、リ
リーフ弁８６等の機能については、実施例１において詳
細に述べたので、これらについての詳細な説明は省略す
る。また、ワークＷの荷重に対応する電空レギュレータ
６０の調節は完了し、エアシリンダ２が釣合状態にある
ものとして説明する。

【００４７】エアシリンダ２が釣合状態にあるときに、
外力を及ぼしてワークＷを上昇させると、シリンダ調圧
室４の圧力低下にともなって副制御室１４８および制御
室２２の圧力も低下する。副制御室１４８の圧力低下に
より調整弁１３４は閉弁される。また、制御室２２の圧
力低下により調圧ピストン２０は押し下げられ、ステム
２６が降下するので、空気供給源Ｒからの高圧空気がシ
リンダ調圧室４へ流入する。

【００４８】この調圧ピストン２０の下降変位により調
圧ピストン室２４の圧力が低下すると、減圧弁６２が開
弁してオリフィス１３２側に加圧空気を供給する。ただ
し、この加圧空気は、減圧弁６２により減圧されてお
り、しかもオリフィス１３２を経て調圧ピストン室２４
側へと導かれるので、調圧ピストン室２４の圧力が一気
に上昇することはない。しかも、調圧ピストン室２４側
の圧力（＝調圧室６４の圧力）が設定以上に上昇すれば
減圧弁６２は閉弁するので、調圧ピストン室２４へ過剰
な空気が供給されることもない。

【００４９】これにより、調圧ピストン２０が一気に押
し下げられてステム２６が急降下することは防止される
ので、空気供給源Ｒからの高圧空気がシリンダ調圧室４
へ急激に流入することもない。よって、高圧空気がシリ
ンダ調圧室４へ急激に流入することによるピストンＰお
よびワークＷの急上昇は回避される。

【００５０】しかし、調圧ピストン室２４への空気の流
入自体が妨げられるわけではないので、ピストンＰおよ
びワークＷの円滑な上昇は確保される。また、釣合状態
から外力によってワークＷを下降させると、シリンダ調
圧室４の圧力上昇にともなって副制御室１４８および制
御室２２の圧力も上昇する。副制御室１４８の圧力上昇
により調整弁１３４は開弁される。また、制御室２２の
圧力上昇により調圧ピストン２０は押し上げられると、
ステム２６が上昇するので、シリンダ調圧室４の空気は
調圧室８を経て排気室１４から排出される。併せて、調
圧ピストン２０の上昇変位により調圧ピストン室２４の
圧力が上昇するので、減圧弁６２は閉鎖される。

【００５１】調整弁１３４が開弁すると、調圧ピストン
室２４の空気が調整弁１３４の副排気室１３８へ導か
れ、副排気室１３８の圧力がリリーフ弁８６の開弁圧以
上となるとリリーフ弁８６が開弁され、調圧ピストン室
２４の空気が排出される。ただし、副排気室１３８の圧
力がリリーフ弁８６の開弁圧を下回ればリリーフ弁８６
が閉弁されるので、調圧ピストン室２４の空気が一気に
排出されることはない。これにより、調圧ピストン２０
の急上昇、すなわちステム２６の急上昇により排気弁体
１６が一気に引き上げられることは回避される。したが
って、調圧室８の空気が急激に排出されることはなく、
シリンダ調圧室４の圧力の急降下によりピストンＰおよ
びワークＷが急降下することもない。

【００５２】しかし、調圧ピストン室２４からの排気が
妨げられるわけではないので、ピストンＰおよびワーク
Ｗの円滑な下降は確保される。このように、本実施例の
圧力調整回路１３０によれば、釣合状態にあるワークＷ
に外力を及ぼした際のワークＷの円滑な昇降は確保さ
れ、しかもワークＷの急激な昇降は防止される。 （実施例４）図４に示すように、この実施例４の圧力調
整回路１６０は、実施例３と同様の主弁６、調整弁１３
４、減圧弁６２、リリーフ弁８６等による構成であるの
で、各部には実施例４と同じ品番を付して、説明を省略
する。

【００５３】この圧力調整回路１６０では、減圧弁６２
のダイヤフラム室７４およびリリーフ弁８６のダイヤフ
ラム室１０２が、調圧ピストン室２４に接続されてい
る。なお、その他の接続関係は実施例４と同様である。
この圧力調整回路１６０は、実施例４の圧力調整回路１
３０とほぼ同様に作用し、ほぼ同様の効果を発揮する。 （変形例１）上述の実施例１〜４では、ワークＷの荷重
に応じて電空レギュレータ６０を手動調節する構成とし
ているが、図５に示すように、ピストンロッドとワーク
Ｗとの間にロードセル等の荷重センサ１７０を介装し、
この荷重センサ１７０の出力を、アンプ１７２およびイ
ンタフェース１７４により制御電流値に変換して、電空
レギュレータ６０を制御する構成とすることも可能であ
る。このようにすれば、ワークＷを交換する毎に電空レ
ギュレータ６０を調節する手間が省けるので、作業効率
が向上される。 （変形例２）上述の実施例１〜４では、ワークの荷重に
応じた調整圧力を設定するために電空レギュレータを使
用しているが、この電空レギュレータを、図６に示すよ
うに、空気供給源Ｒに接続された減圧弁１８０の二次側
に固定オリフィス１８２を設け、固定オリフィス１８２
の下流側から分岐する回路にエアメカニカルバルブ１８
４で遠隔操作される空気作動弁１８６と可変オリフィス
１８８とを設置して、固定オリフィス１８２と可変オリ
フィス１８８との排気流量差により調整弁側への圧力を
設定する構成に置き換えることもできる。

【００５４】また、空気作動弁１８６を電磁弁に置き換
え、エアメカニカルバルブに代えてリミットスイッチ等
で操作してもよい。 （変形例３）上述変形例３と同様に電空レギュレータに
代わる機構としては、図７に示すように、空気供給源Ｒ
からの経路に変形例３と同様にエアメカニカルバルブ１
８４で遠隔操作される空気作動弁１８６を設置して、各
空気作動弁１８６の二次側に減圧弁１９０を接続してお
き、各減圧弁１９０により調整弁側への圧力を設定する
構成とすることもできる。また、空気作動弁１８６を電
磁弁に置き換え、エアメカニカルバルブに代えてリミッ
トスイッチ等で操作してもよい。

【００５５】以上、実施例に従って、本発明について説
明したが、本発明はこのような実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに
実施できることは言うまでもない。例えば実施例１にお
いては、リリーフ弁８６のダイヤフラム室１０２をオリ
フィス８４の下流側と接続しているが、ダイヤフラム室
１０２をオリフィス８４の上流側あるいは制御室２２と
副制御室５２とを接続する配管に接続してもよい。同様
に、実施例３においては、リリーフ弁８６のダイヤフラ
ム室１０２を調整弁１３０の副排気室１３８と接続して
いるが、ダイヤフラム室１０２を副調圧室１３６あるい
は制御室２２と副制御室１４８とを接続する配管に接続
してもよい。

【００５６】言うまでもないが、リリーフ弁８６のダイ
ヤフラム室１０２を上記のように接続するに当たって
は、接続先（オリフィス８４の上流側、制御室２２と副
制御室５２とを接続する配管、副調圧室１３６、制御室
２２と副制御室１４８とを接続する配管等）の圧力と制
御室９６側に導入される圧力とに応じて上側ばね１０４
の付勢力が調節される。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の圧
力調整回路によれば、ワークの円滑な昇降は確保しなが
ら、釣合状態からワークを上昇または下降させるために
外力を及ぼした際のワークの急上昇や急降下は回避され
る。

【００５８】請求項２記載の圧力調整回路によれば、ワ
ークの円滑な昇降は確保しながら、釣合状態からワーク
を上昇または下降させるために外力を及ぼした際のワー
クの急上昇や急降下は回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図２】 実施例２の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図３】 実施例３の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図４】 実施例４の圧力調整回路の構成の説明図であ
る。

【図５】 変形例１の要部の説明図である。

【図６】 変形例２の要部の説明図である。

【図７】 変形例３の要部の説明図である。

【図８】 従来の圧力調整回路の構成の説明図である。

【符号の説明】 １、１２０、１３０、１６０・・・圧力調整回路、２・
・・エアシリンダ、４・・・シリンダ調圧室、６・・・
主弁、８・・・調圧室、１０・・・給気室、１２・・・
給気弁体、１４・・・排気室、１６・・・排気弁体、１
８・・・ピストン室、２０・・・調圧ピストン、２２・
・・制御室、２４・・・調圧ピストン室、４０・・・調
整弁、４２・・・副調圧室、４６・・・副給気室、５２
・・・副制御室、５４・・・ダイヤフラム室、６０・・
・電空レギュレータ、６２・・・減圧弁、８４・・・オ
リフィス、８６・・・リリーフ弁、１３２・・・オリフ
ィス、１３４・・・調整弁、１３６・・・副調圧室、１
３８・・・副排気室、１４８・・・副制御室、Ｐ・・・
ピストン、Ｒ・・・空気供給源、Ｗ・・・ワーク。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアシリンダのシリンダ調圧室に供給さ
   れる加圧空気の圧力を調整してピストンに連結されたワ
   ークの荷重と拮抗する力を前記ピストンに付与するため
   の圧力調整回路であって、 空気供給源に接続された給気室と、給気弁体により前記
   給気室との連通を通断され前記シリンダ調圧室に接続さ
   れる調圧室と、排気弁体により前記調圧室との連通を通
   断され排気ポートにより外部に開放される排気室と、中
   立位置では前記給気弁体と前記排気弁体とを共に閉鎖位
   置とし下降時には前記給気弁体を開放し上昇時には前記
   排気弁体を開放するステムと、前記調圧室と連通された
   制御室とこの制御室に対置された調圧ピストン室との圧
   力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降させる調圧
   ピストンとを有する主弁と、 前記空気供給源からの加圧空気が供給される副給気室
   と、前記調圧ピストン室に接続され且つオリフィスを介
   して大気側に接続された副調圧室と、前記制御室の圧力
   の昇降に応じて前記副給気室と前記副調圧室との連通を
   通断する弁体とを有し、前記空気供給源からの加圧空気
   を前記ワークの荷重に応じて設定される調整圧力に減圧
   して前記調圧ピストン室に供給する調整弁とを備える圧
   力調整回路において、 前記調整弁の副給気室と前記空気供給源との間に介装さ
   れて、前記空気供給源からの加圧空気を減圧して前記副
   給気室に供給する減圧弁と、 前記オリフィスの大気側に配されて、前記オリフィスの
   前記副調圧室側と大気側との圧力差を設定範囲に維持す
   るリリーフ弁とを設けたことを特徴とする圧力調整回
   路。
2. 【請求項２】 エアシリンダのシリンダ調圧室に供給さ
   れる加圧空気の圧力を調整してピストンに連結されたワ
   ークの荷重と拮抗する力を前記ピストンに付与するため
   の圧力調整回路であって、 空気供給源に接続された給気室と、給気弁体により前記
   給気室との連通を通断され前記シリンダ調圧室に接続さ
   れる調圧室と、排気弁体により前記調圧室との連通を通
   断され排気ポートにより外部に開放される排気室と、中
   立位置では前記給気弁体と前記排気弁体とを共に閉鎖位
   置とし下降時には前記給気弁体を開放し上昇時には前記
   排気弁体を開放するステムと、前記調圧室と連通された
   制御室とこの制御室に対置された調圧ピストン室との圧
   力差に応じて往復変位して前記ステムを昇降させる調圧
   ピストンとを有する主弁と、 前記調圧ピストン室に接続され且つオリフィスを介して
   空気供給源に接続された副調圧室と、大気側に接続され
   た副排気室と、前記制御室の圧力の昇降に応じて前記副
   調圧室と前記副排気室との連通を通断する弁体とを有
   し、前記調圧ピストン室の圧力を前記ワークの荷重に応
   じて設定される調整圧力に保つ調整弁とを備える圧力調
   整回路において、 前記オリフィスの前記空気供給源側に配されて前記空気
   供給源からの加圧空気を減圧して前記オリフィス側へ供
   給する減圧弁と、 前記調整弁の副排気室の大気側に配されて、前記副排気
   室の圧力が設定値以上となった際に開弁するリリーフ弁
   とを設けたことを特徴とする圧力調整回路。