JP2654748B2 - 重量自動感知バランス吊上装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空圧シリンダにより重
量物が吊上げられ、しかもその重量を自動感知して無重
力に近い状態で手持ち感覚どおりにこれを上下動できる
重量自動感知バランス吊上装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空圧シリンダにより重量物を手持ち感覚
どおりに上下動できるようにした重量物用バランス吊上
げ装置は、本発明者の発明に係るものとしてすでに特許
第１１４４７５０号（特公昭５７−３０８００号公報）
により知られており、それを空圧回路図で示すと図７の
ようになる。

【０００３】図７中、ａは空圧源、ｂは重量物ｃをフッ
クｄにより吊上げるため鉛直に設けられた空圧シリン
ダ、ｅは該空圧源ａと空圧シリンダｂとを結ぶメイン給
気路ｆに設けられた調圧弁、ｇは定容積のアキュムレー
タ、ｈは空圧源ａに連なるパイロット給気路ｉからアキ
ュムレータｇに絞り弁ｋを介して圧搾空気を供給したり
その供給を止める上昇切換弁、ｊはアキュムレータｇ内
の圧搾空気を大気中に排出したりその排出を止める下降
切換弁、ｌは該下降切換弁ｊの排気口に設けられたサイ
レンサーである。調圧弁ｅは空圧シリンダｂ内の空気圧
力とアキュムレータｇ内の空気圧力とのバランスが変動
することにより動くもので、例えば空圧シリンダｂ内の
空気圧力がアキュムレータｇ内より弱いと空圧源ａより
空圧シリンダｂ内に圧搾空気が補給され、その反対に空
圧シリンダｂ内の空気圧力がアキュムレータｇ内より強
いと空圧シリンダｂ内の圧搾空気が調圧弁ｅの排気口ｍ
より排出されるように構成されている。このため重量物
ｃを手で軽く持ち上げれば空圧シリンダｂ内の気圧が下
がって空圧シリンダｂに圧搾空気が補給され該重量物ｃ
が軽く上昇し、反対に該重量物ｃを手で軽く押し下げる
と空圧シリンダｂ内の気圧が上昇し空圧シリンダｂ中の
圧搾空気が調圧弁ｅを介して外部に排出され重量物ｃが
下降するようにしたもので、これにより重量物の取扱い
が容易となり作業者の負担を軽減できるようにしたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記の如き空
圧回路を備えたバランス吊上げ装置では、床面に置かれ
た重量物ｃにフックｄを係合させて上昇切換弁ｈを開操
作しアキュムレータｇに圧搾空気を給気しアキュムレー
タｇの気圧を上昇させれば調圧弁ｅが開いて空圧源ａか
ら空圧シリンダｂに圧搾空気が給気され重量物ｃを手で
持ち上げなくても吊上げることができるが、重量物ｃを
適当な高さで停止させようとして上昇切換弁ｈを閉じて
も空圧シリンダｂ内の気圧がアキュムレータｇ内より弱
いことに変わりがないので停止せず、そのまま重量物ｃ
は上端まで上昇してしまい、任意の高さでバランス状態
で停止させることが難しいという問題があった。なお重
量物が適当な高さに上昇したところで手で上昇を抑えて
やれば停止するが、上昇切換弁ｈの操作だけで重量物を
適当な高さに吊上げて停止させることは困難であった。
このため使い勝手をさらに向上することが必要とされ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の重量自動感知バ
ランス吊上装置は上記課題を解決しようとするもので、
空圧源から重量物吊上用の空圧シリンダに連なる調圧路
に調圧弁と一時遮断弁をその順に直列に設け、該調圧路
を介さないで前記空圧源と前記空圧シリンダとを直接連
通させる給気路を並設して該給気路には給気弁を設け、
さらに前記調圧弁のパイロット圧力路に一時連通弁を設
け該パイロット圧力路を該一時連通弁を介して前記空圧
シリンダに連通させ、上昇スイッチはこれを操作するこ
とにより前記一時遮断弁を遮断させ給気弁を開かしめ空
圧源から圧搾空気を前記空圧シリンダに供給し重量物を
所期の高さまで吊上げると共に前記一時連通弁を開かし
めて該空圧シリンダの空気圧力を前記パイロット圧力路
に伝達させるものであり、かつ該上昇スイッチの操作を
解除することで前記給気弁がただちに閉止されその解除
操作の微小時間後に前記一時連通弁が閉じられさらにそ
の微小時間後に前記一時遮断弁が開かれるようにし、こ
れにより前記調圧弁は空圧シリンダ内の空気圧力がパイ
ロット圧力路の空気圧力より低いとき前記空圧源より圧
搾空気を該空圧シリンダに補給し、反対に空圧シリンダ
内の空気圧力がパイロット圧力路の空気圧力より高いと
き該空圧シリンダ内の圧搾空気を大気中に排出するバラ
ンス状態が得られるようにし、さらに前記パイロット圧
力路の空気を副調圧弁を介して大気中に排出させる下降
スイッチを設けてなることを特徴とする。さらに本発明
は上記重量自動感知バランス吊上装置において、パイロ
ット圧力路に空圧源から圧縮空気を補給し該パイロット
圧力路の空気圧力を最小設定値に保つ調節螺子を副調圧
弁に設けることにより重量物吊上用のフックとの重量バ
ランスが得られるようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】上昇スイッチを操作することで空圧シリンダに
給気弁を介して圧搾空気が供給され重量物を上昇させる
ことができる。そして適当な高さまで上昇したところで
上昇スイッチの操作を解除すれば、該給気弁は閉じて上
昇が停止する。そしてその微小時間後に一時連通弁が閉
じることで該空圧シリンダの停止時における空気圧力が
パイロット圧力路に取り込まれる。（ラッチされる）。
そして一時遮断弁が開かれ調圧弁が作動するようになる
ことによりそのパイロット圧力路に取り込まれた空気圧
力と空圧シリンダの空気圧力とをバランスさせ手持ち感
覚どおりにその重量物を上下動できるようになる。

【０００７】

【実施例】次に本発明の一実施例を図１〜図６について
説明する。図１〜図４はこの重量自動感知バランス吊上
装置の空圧回路をその作動順に示し、図５はその調圧弁
の縦断面図である。この装置の全体は図６に示したよう
に支柱１上に軸受部２によって水平面内で旋回自在なる
ように第１アーム３が設けられ、該第１アーム３の先端
にさらに軸受部４により水平面内で旋回自在なるように
第２アーム５が設けられ、該第２アーム５に本発明に係
る重量自動感知バランス吊上装置が設けられている。即
ち、同図中、６は第２アーム５の内部一端に水平に設け
られた重量物吊上用の空圧シリンダ、７は第２アーム５
内先端部に設けられた転向用プーリで、空圧シリンダ６
のピストン軸の先端には可動プーリ８が設けられ、一端
を第２アーム５内に止片９により止着したワイヤ１０を
該可動プーリ８に巻掛しさらに転向用プーリ７より下方
に垂下させてフック１１を吊下支持している。そしてフ
ック１１に重量物１２を吊下できるようにしている。こ
のように第１アーム３，第２アーム５を夫々旋回自在に
設けたことによりフック１１を水平面内で広範囲に移動
できるようにしている。また可動プーリ８にワイヤ１０
を巻掛したことで空圧シリンダ６の伸縮ストロークの２
倍でフック１１が昇降動するようにしている。なお、１
３は第２アーム５の下面に取着され以下に説明する各種
空圧弁等を収容しているボックス、１４は該ボックスか
ら上昇スイッチ１５および下降スイッチ１６を吊下して
なるリモートコントローラ、１７は圧搾空気の空圧源
（図１に符号１８にて示す）に連なる給気管である。

【０００８】以下に図１〜図４に従いこの空圧回路を説
明する。図中図１と同一符号は同一物を示す。空圧源１
８から空圧シリンダ６に連なる調圧路２０には逆止弁２
１，調圧弁２２，一時遮断弁２３，安全弁２４がその順
に直列に設けられる。また、該調圧路２０を介さないで
空圧源１８と空圧シリンダ６（詳しくは一時遮断弁２３
の二次側）とを直接連通させてる給気路２５が並設さ
れ、該給気路２５には絞り２６および給気弁２７が設け
られる。

【０００９】上記調圧弁２２は図５に例示したような内
部構造を有している。即ち、弁箱２８は、空圧源１８側
を接続する一次側接続口２９と、空圧シリンダ６側を接
続する二次側接続口３０と、図１に示したパイロット圧
力路３１に接続するパイロット接続口３２と、大気に開
放させるべくサイレンサー３３（図６に示す）が接続さ
れる排気口３４が設けられ、該排気口３４に同芯状に進
退自在なるように筒状の調圧バルブアセンブリ３５が配
設され、該調圧バルブアセンブリ３５の外周に形成され
た弁部３６が一時側接続口２９と二次側接続口３０とを
連通させる弁口３７を閉じるようにコイルバネ３８によ
り付勢している。また、３９はパイロット接続口３２に
連なるパイロット圧力室４０と二次側接続口３０に連な
る二次側圧力室４１とのバランスにより可動するダイヤ
フラムで、該ダイヤフラム３９は弁部３６の先端に形成
された弁口４２に対向しその動きによつて該二次側圧力
室４１を排気口３４に開放し得る構造となっている。

【００１０】そして該パイロット接続口３２に接続され
るパイロット圧力路３１は一時連通弁４３を介して空圧
シリンダ６（詳しくは一時遮断弁２３の二次側）に連通
させている。上昇スイッチ１５は押釦操作式の切換開閉
弁からなり、該上昇スイッチ１５を押操作すると空圧源
１８の圧搾空気が図１に示したように信号路４４に供給
され、その押操作を解除すると図２〜図４に示したよう
に該信号路４４の空気が該上昇スイッチ１５を通して大
気中に排出されるように構成されている。

【００１１】前記一時遮断弁２３は常開型の開閉弁で、
該一時遮断弁２３は信号路４４の空気圧力により閉止す
るように該信号路４４に互いに並列接続された絞り４
５，逆止弁４６を介して接続されている。また給気弁２
７は常閉型の開閉弁で、信号路４４の空気圧力により開
くように該信号路４４に接続されている。また一時連通
弁４３は同じく常閉型の開閉弁で信号路４４の空気圧力
により開くように該信号路４４に絞り４７を介して接続
されている。また、安全弁２４は常閉型の開閉弁で、空
圧源１８と信号路４８を介して接続され該空圧源１８の
空気圧力により開いている。

【００１２】また、空圧源１８からパイロット圧力路３
１に連なる副調圧路４９に副調圧弁５０と常閉型の開閉
弁からなる下降開動弁５１がその順に直列に設けられて
いる。下降スイッチ１６は上昇スイッチ１５と同様に押
釦操作式の切換開閉弁からなり、該下降スイッチ１６を
押操作することで図４に示したように空圧源１８の圧搾
空気が下降信号路５２に供給され下降開動弁５１を開か
せる。また、副調圧路４９は前記調圧弁２２とよく似た
構造であるが、調圧弁２２のようにパイロット圧力室は
有さず、その替わりにダイヤフラムを押圧するコイルバ
ネが設けられ、かつ該コイルバネの押圧力が調節螺子５
３により自在に調節設定できるように構成されたもので
ある。５４は空圧シリンダ６の端部に設けられた大気開
放のためのサイレンサーである。

【００１３】このように構成した重量自動感知バランス
吊上装置では、図１に示したように上昇スイッチ１５を
押圧操作し空圧源１８より信号路４４に空気を圧送する
ことにより逆止弁４６を介して一時遮断弁２３に空気が
圧送され該一時遮断弁２３を閉止すると同時に給気弁２
７に空気が圧送されることで該給気弁２７が開放され、
さらに絞り４７を介して一時連通弁４３に空気が圧送さ
れ該一時連通弁４３を開放する。このため空圧源１８よ
り絞り２６，給気弁２７，給気路２５，安全弁２４を介
して空圧シリンダ６に空気が圧送され空圧シリンダ６の
ピストン軸を矢印で示したように収縮させワイヤ１０，
フック１１を介して重量物１２がフロア上より吊上げら
れる。そのとき空圧シリンダ６内の空気圧力は一時連通
弁４３を介してパイロット圧力路３１に伝達される。

【００１４】そして重量物１２が所期の高さまで吊上げ
られたところで上昇スイッチ１５から手を離し該上昇ス
イッチ１５の押釦操作を解除すると、図２に示したよう
に信号路４４の空気は該上昇スイッチ１５を通して大気
中に排出されるので、給気弁２７はただちに閉止し空圧
シリンダ６への空気の圧送が停止されて空圧シリンダ６
は停止する。そして絞り４７のために一時連通弁４３は
ゆつくり動いて空圧シリンダ６が停止してから微小時間
（約０．５秒）後に閉止する。このため、空圧シリンダ
６の停止時の空気圧力がパイロット圧力路３１に伝達さ
れ、空圧シリンダ６内とパイロット圧力路３１とを同圧
にしてから一時連通弁４３が閉止され空圧シリンダ６の
空気圧力がパイロット圧力路３１に取り込まれる。そし
て絞り４５のためにさらに微小時間（約０．５秒）後に
一時遮断弁２３が開かれる。

【００１５】こうして一時遮断弁２３が開かれると重量
物１２を手持ち感覚どおり軽い力で上下動し得るバラン
ス状態となる。（図３参照）。即ち、いま重量物１２を
手で軽く持ち上げると空圧シリンダ６内の空気圧力はパ
イロット圧力路３１より低くなるため、図５に示したダ
イヤフラム３９が下降し調圧バルブアセンブリ３５を下
降させ弁口３７を開かしめるので空圧源１８より圧搾空
気が空圧シリンダ６に補給され、該空圧シリンダ６はこ
うして補給される空気圧力により重量物１２を軽く吊上
ることができ手を離せば圧力がバランスしその高さで停
止する。また反対に重量物１２を手で軽く押し下げると
空圧シリンダ６内の空気圧力はパイロット圧力路３１よ
り高くなるため、ダイヤフラム３９が上昇し弁口４２を
開かしめるので空圧シリンダ６内の空気が排気口３４，
サイレンサー３３を通つて大気中に排出される。このた
め軽く押し下げることができ、手を離せばその高さで停
止する。

【００１６】また、下降スイッチ１６を押圧操作し下降
開動弁５１を開かせパイロット圧力路３１の空気を副調
圧弁５０を介して大気中に排出させれば、空圧シリンダ
６内の空気圧力はパイロット圧力路３１の空気圧力より
顕しく高くなるので、調圧弁２２の弁口４２が開き空圧
シリンダ６の空気は排気口３４より大気中に排出され重
量物１２をフロア上に降ろすことができる。そしてフッ
ク１１の重量に合わせて調節螺子５３を適宜に初期設定
しておけば、下降開動弁５１が開かれたとき該副調圧弁
５０はパイロット圧力路３１の空気圧力を最小設定値に
保つべく空圧源１８より圧縮空気を補給したり或いは反
対にパイロット圧力路３１の空気を大気中に排出させる
ので、フック１１より重量物１２を取外したときにも手
持ち感覚どおりに該フック１１を上下動できるようにな
る。

【００１７】なお、安全弁２４は何らかの異常で空圧源
１８の空気圧力が異常に下がつた場合に空圧シリンダ６
を停止させて重量物１２が急落するのを防ぎ安全を図っ
ている。なお、一時連通弁４３が閉止するまでの時間は
絞り４７により適宜設定され、一時遮断弁２３が開くま
での時間は絞り４５により適宜設定されるが、一時連通
弁４３が閉じた後に一時遮断弁２３が開くようにするの
が動作を安定させるうえで望ましい。また上昇スイッチ
１５の操作時の空圧シリンダ６の上昇作動速度は絞り２
６により適宜設定される。

【００１８】なおこの実施例では図７の従来例のような
アキュムレータを使用しなかったが、これはパイロット
圧力路３１の配管長により充分に空気蓄留作用を有する
ためである。従って本発明でもパイロット圧力路３１に
必要に応じてアキュムレータを付設してもよいことは勿
論である。

【００１９】また、この実施例では空圧式の信号路を介
して上昇スイッチ１５，下降スイッチ１６の操作が一時
遮断弁２３，給気弁２７，一時連通弁４３，下降開動弁
５１等に伝達されるようにしたが、そのような操作信号
の伝達は機械式，或いは電気的に行なわれるようにして
もよい。その場合、一時遮断弁２３，一時連通弁４３等
は上昇スイッチ１５の操作後、微小時間後に作動するよ
うにするため、機械的，或いは電子的なタイマーを介在
させることで対処し得る。

【００２０】

【発明の効果】このように本発明の重量自動感知バラン
ス吊上装置は、調圧弁が設けられた調圧路に対し給気路
を並設して上昇スイッチを操作して重量物を吊下げると
きは該給気路の給気弁を開かせることにより空圧シリン
ダに圧搾空気を供給して該重量物を吊上げるようにし、
該上昇スイッチの操作を解除して微小時間後の重量物が
停止した状態における該空気シリンダの空気圧力を調圧
弁のパイロット圧力路の空気圧力として取り込むように
したので、上昇スイッチの操作により重量物を所望の高
さまで吊上げてその高さで手持ち感覚どおり自由に軽い
力で該重量物を上下動し得るバランス状態を容易に達成
することができる。また、下降スイッチを操作すること
で副調圧弁を介してパイロット圧力路の空気が大気中に
排出されるようにしたので、下降スイッチを操作するこ
とによりただちに重量物を下降させることができる。さ
らには副調圧弁にパイロット圧力路の空気圧力を最小設
定値に保つ調節螺子を設けたことにより、フックとの重
量バランスができ、重量物をフックから取外したときも
手持ち感覚どおりにフックを上下動できる。このため非
常に使い勝手がよく重量物取扱における作業者の労力を
軽減させる有益な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る重量自動感知バランス吊上装置の
上昇操作時の空圧回路図。

【図２】同上の上昇操作解除時の空圧回路図。

【図３】同上のバランス状態時の空圧回路図。

【図４】同上の下降操作時の空圧回路図。

【図５】調圧弁の縦断面図。

【図６】重量自動感知バランス吊上装置の全体の部分断
面側面図。

【図７】従来の重量物バランス吊上装置の空圧回路図。

【符号の説明】

６ 空圧シリンダ １１ フック １２ 重量物 １５ 上昇スイッチ １６ 下降スイッチ １８ 空圧源 ２０ 調圧路 ２２ 調圧弁 ２３ 一時遮断弁 ２５ 給気路 ２７ 給気弁 ２９ 一次側接続口 ３０ 二次側接続口 ３１ パイロット圧力路 ３２ パイロット接続口 ３４ 排気口 ３９ ダイヤフラム ４３ 一時連通弁 ４５ 絞り ４６ 逆止弁 ４７ 絞り ４８ 信号路 ４９ 副調圧路５０ 副調圧弁 ５１ 下降開動弁 ５３ 調節螺子

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空圧源から重量物吊上用の空圧シリンダ
   に連なる調圧路に調圧弁と一時遮断弁をその順に直列に
   設け、該調圧路を介さないで前記空圧源と前記空圧シリ
   ンダとを直接連通させる給気路を並設して該給気路には
   給気弁を設け、さらに前記調圧弁のパイロット圧力路に
   一時連通弁を設け該パイロット圧力路を該一時連通弁を
   介して前記空圧シリンダに連通させ、上昇スイッチはこ
   れを操作することにより前記一時遮断弁を遮断させ給気
   弁を開かしめ空圧源から圧搾空気を前記空圧シリンダに
   供給し重量物を所期の高さまで吊上げると共に前記一時
   連通弁を開かしめて該空圧シリンダの空気圧力を前記パ
   イロット圧力路に伝達させるものであり、かつ該上昇ス
   イッチの操作を解除することで前記給気弁がただちに閉
   止されその解除操作の微小時間後に前記一時連通弁が閉
   じられさらにその微小時間後に前記一時遮断弁が開かれ
   るようにし、これにより前記調圧弁は空圧シリンダ内の
   空気圧力がパイロット圧力路の空気圧力より低いとき前
   記空圧源より圧搾空気を該空圧シリンダに補給し、反対
   に空圧シリンダ内の空気圧力がパイロット圧力路の空気
   圧力より高いとき該空圧シリンダ内の圧搾空気を大気中
   に排出するバランス状態が得られるようにし、さらに前
   記パイロット圧力路の空気を副調圧弁を介して大気中に
   排出させる下降スイッチを設けてなることを特徴とする
   重量自動感知バランス吊上装置。
2. 【請求項２】 パイロット圧力路に空圧源から圧縮空気
   を補給し該パイロット圧力路の空気圧力を最小設定値に
   保つ調節螺子を副調圧弁に設けることにより重量物吊上
   用のフックとの重量バランスが得られるようにした請求
   項１に記載の重量自動感知バランス吊上装置。